Képfelismerés és Térbeli Bejáró Algoritmus Készítése és Illesztése Mezőgazdasági Drónhoz

Összefoglaló

A drónok által betöltött szerep a mezőgazdaság és az ipar automatizálásában az elmúlt években gyökeresen megváltozott. A nagy teljesítményű, megbízható drónok árának csökkenésével egyetemben, napról napra születnek új felhasználási ötletek, hogy fokozzák a termelést, automatizálják a működést vagy spóroljanak az erőforrásokkal. Mivel a magyar mezőgazdaság már a jelenben is jelentős munkaerőhiánnyal küzd, alapvető következtetés, hogy a drónok mezőgazdasági felhasználására megoldásokat fejlesszünk, amik a jövőben rész vagy akár teljes feladatköröket képesek lehetnek átvenni az emberi munkaerőtől.

A Távközlési és Médiainformatikai Tanszék projektjének keretein belül a hallgató társaimból álló csapatunk célja egy ilyen drónrendszer megalkotása volt. Enek három fő jellemzője: (i) képes emberi beavatkozás nélkül egy mezőgazdasági felhasználású területet bejárni, arról felvételeket készíteni, (ii) a felvételeken lokalizálni azokat a pontokat, ahol az előre definiált problémával kapcsolatban be kell avatkoznia, majd (iii) ezeken a pontokon a drón automatikusan végre is hajtja a szükséges beavatkozást. A példaként használt esettanulmányban a beavatkozás a különböző mezőgazdasági célok elérése érdekében történő permetezés volt. Ilyen lehet egy kártevő által fertőzött terület kezelése, vagy akár a megművelésre szánt terület cserje mentesítése. Az esettanulmány koncepcióját lefedő projekt keretében alkotott modell ezekre és az ezekhez hasonló kihívásokra kínál megoldást, mivel csak az változik a probléma függvényében, mely pontokon avatkozzon be a drón. Látható, hogy a különböző problémákra egyedi képfeldolgozási, képfelismerési eljárásokat kell fejlesztenünk. A képfelismerési eljárások az egyszerű színek azonosításától egészen a modern neuronhálók által kínált objektum felismerésig terjedhetnek.

Dolgozatomban egy kártevő, a vetésfehérítő bogár és a cserje-mentesítés problémájával, mint jellemző esetekkel foglalkozom. A problémát jelentő területek megtalálása mellett legalább olyan fontos, a drón erőforrásainak optimalizálása a repülési pálya tervezése közben. Már jól ismert gráfelméleti algoritmusok segítségével is minimalizálni lehet a drón által megtett utat, optimalizálni a permetszer felhasználást és a drón akkumulátor idejét, amivel a folyamat idejét csökkenthetjük.

Dolgozatomban ezen esettanulmány problémákra keresek megoldást, kitekintve a már létező hasonló megoldások ismertetésére. Bemutatom a fent említett projekt tudományos hátterét, tervezési szempontjait, az általunk készített modell működésének lépéseit, valamint azt, hogy milyen fizikai, jogi környezetnek kell megfelelni a téma felvetésben megfogalmazott problémákra megoldást kínáló rendszereknek. Összefoglalom és kiértékelem az elért eredményeket, valamint az olvasó elé tárom azokat a gazdasági szempontokat, amik bizonyítják, hogy a drónok mezőgazdaságban betöltött szerepe kulcsfontosságú lehet.

szerző

• 
  Kővári Ádám Zsolt
  Mérnök informatikus szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Dr. Varga Pál
  egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék