Ученые разработали систему для поиска людей в море с помощью дронов🌊
Исследователи из Университета Анны в Ченнаи (Индия) разработали систему YOLO-SR и GeoTrack, которая позволяет беспилотникам обнаруживать и отслеживать людей и другие небольшие объекты на поверхности моря. Разработка рассчитана на поисково-спасательные операции, где беспилотнику приходится находить цели на значительном расстоянии на фоне волн, бликов и отражений.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports. Авторы отмечают, что при работе беспилотника на высоте от сотен метров до нескольких километров человек в воде может занимать в кадре всего несколько пикселей. При этом морская поверхность постоянно меняется, так как волны, пена и солнечные блики способны выглядеть для системы компьютерного зрения как потенциальные цели.
Разработка состоит из двух основных компонентов — детектора YOLO-SR и системы сопровождения GeoTrack.
YOLO-SR создан на базе YOLOv8-L. Исследователи добавили отдельную ветвь обработки изображения с высоким разрешением, работающую с P3-признаками. Она должна сохранять мелкие пространственные детали, которые теряются при последовательном уменьшении изображения в стандартных архитектурах. Дополнительная ветвь предназначена прежде всего для обнаружения небольших и удаленных целей — пловцов, спасательных плотов и других объектов, занимающих в кадре небольшую область.
Вторая часть системы, GeoTrack, представляет собой модификацию ByteTrack. Она использует геометрические ограничения и анализ движения цели между кадрами. Перед сопровождением система отбрасывает обнаружения с неправдоподобным соотношением сторон. В частности, для исследуемых целей установлен диапазон от 0,3 до 3,0. Это должно помогать исключать вытянутые гребни волн, пятна бликов и другие объекты, не соответствующие предполагаемой форме цели.
В испытаниях YOLO-SR показала небольшое улучшение общей точности обнаружения по сравнению с базовой YOLOv8-L, при этом заметно выросли точность и полнота обнаружения. Система стала лучше распознавать небольшие и удаленные цели и одновременно реже принимать элементы морской поверхности за людей или другие объекты.
GeoTrack также продемонстрировал более высокую эффективность по сравнению с исходным ByteTrack. MOTA выросла почти на 9 процентных пунктов, IDF1 — более чем на 8 пунктов, а доля в основном потерянных траекторий сократилась с 26% до 18%. При этом скорость обработки на настольной GPU снизилась незначительно, примерно с 40 до 38 кадров в секунду.
При этом испытания пока ограничены набором данных SeaDronesSee. Авторы отмечают необходимость проверки системы на других морских SAR-датасетах, чтобы оценить ее способность работать в иных условиях. Таким образом, исследование демонстрирует перспективность сочетания высокоразрешающего обнаружения и анализа движения для поиска людей с беспилотников, но не подтверждает эффективность технологии в реальных поисково-спасательных операциях.
