В ЮФУ разработали алгоритм быстрого обнаружения малых целей с беспилотников
Чжан Цзинвэй, аспирант ЮФУ, победитель федерального конкурса управленцев «Лидеры России», разработал упрощенную модель нейронных сетей для беспилотных летательных аппаратов, выполняющих задачу быстрого обнаружения небольших объектов в реальном времени. В сравнении с аналогами беспилотники на новом алгоритме показывают большую эффективность, точность, скорость и низкую энергозатратность.
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) имеют огромное значение для промышленности и широко востребованы в разных отраслях, начиная с сельского хозяйства и заканчивая специальным и военным назначением. В современных реалиях развитие беспилотной авиации становится еще более актуальным и является одной из приоритетных задач России. Так, 28 июня Президент России Владимир Путин утвердил стратегию по ее развитию до 2030–2035 годы. Соответствующее распоряжение подписано премьер-министром России Михаилом Мишустиным и размещено на сайте кабмина.
Помимо самой конструкции малогабаритных БПЛА важным аспектом является идентификация целей. Самые современные беспилотники сегодня работают на YOLOv5 (You Only Look Once version 5) – это последняя версия популярной архитектуры нейронных сетей для задачи быстрого обнаружения объектов в реальном времени. За счет своей скорости она получила широкое признание и используется для различных задач, таких как обнаружение объектов на видеофайлах, анализ поведения людей, автономная навигация автомобилей и прочее. Однако она имеет недостатки: длинная и сложная модель самого алгоритма и, как следствие, трудности поиска небольших по размеру целей.
В своем недавнем исследовании аспирант Института математики, механики и компьютерных наук имени И. И. Воровича ЮФУ, победитель федерального конкурса управленцев «Лидеры России» и доверенный представитель ЮФУ по взаимодействию с организациями Китая Чжан Цзинвэй усовершенствовал данную архитектуру. Кроме того, молодой ученый предложил облегченный и более эффективный алгоритм под названием «L-YOLO».
Он включает в себя новую головку обнаружения для повышения точности поиска небольших целей, а также измененный размер ячеек привязки, соответствующий масштабам потенциальных целей, с использованием алгоритма кластеризации [прим. объединение схожих объектов в группы, также называемые кластерами].
«Алгоритм L-YOLO обладает не только высокой эффективностью обнаружения небольших целей, но и более легкой моделью, подтверждая, что обнаружение целей с точки зрения беспилотных летательных аппаратов имеет хорошие перспективы применения. В сравнение с YOLOv5 наш алгоритм продемонстрировал сокращение вычислительных затрат на 42,42 процентов и количества параметров на 48,6 процентов», – рассказал Чжан Цзинвэй.
По словам ученого, непрерывное развитие науки и технологий, включая искусственный интеллект, привело к широкому внедрению беспилотных летательных аппаратов, которые существенно облегчают повседневную жизнь и работу человека. За счет компактных размеров и деликатной эксплуатации дроны способны заменить людей в выполнении рискованных или сложных задач, таких как тушение лесных пожаров, инспекция высоковольтных линий электропередачи и мониторинг окружающей среды.
«В настоящее время обнаружение малых целей с точки зрения беспилотных летательных аппаратов является актуальной темой, поэтому уже многие исследователи предложили соответствующие алгоритмы. Мы же доказали с помощью экспериментальных данных, что алгоритм L-YOLO обеспечивает баланс между точностью обнаружения и вычислениями, и его производительность лучше, чем у других алгоритмов обнаружения малых целей из той же серии», – отметил аспирант.
Беспилотники, со встроенным алгоритмом L-YOLO, можно будет применять в самых различных областях, включая военную, гражданскую, сельскохозяйственную сферы, а также спасательные и поисково-спасательные операции. В этих сценариях идентификация и отслеживание небольших целей, таких как отдельные люди, животные, транспортные средства, имеет важное значение для успешного выполнения задачи.
В данный момент по этому направлению Чжан Цзинвэй активно сотрудничает с Пекинским научно-техническим университетом и Хэнаньским профессиональным университетом легкой промышленности (партнеры Южного федерального университета) и совместно с рядом китайских научно-технических корпораций занимается имплементацией данных наработок в производственном секторе. Так, китайская сторона заинтересована в развитии научно-технического сотрудничества с Россией в данной области.
Результаты исследования, в котором принимали участие профессор Пекинского научного университета КНР Ли Вэньфа, доцент Пекинского объединенного университета КНР Шан Синьна, аспирант Южного федерального университета Чжан Цзинвэй и магистрант Пекинского объединенного университета КНР Ян Жуцзинь под руководством профессора Ли Вэньфа и профессора Шан Синьна, изложены в журнале Electronics. Проект финансируется Национальным фондом естественных наук КНР.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно