Detección de desechos marinos en forma de botellas utilizando vehículos aéreos no tripulados y técnicas de aprendizaje automático
Autores: Tran, Thi Linh Chi; Huang, Zhi-Cheng; Tseng, Kuo-Hsin; Chou, Ping-Hsien
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Detección de desechos marinos en forma de botellas utilizando vehículos aéreos no tripulados y técnicas de aprendizaje automático
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Debris marino
UAV
Técnicas de aprendizaje automático
Algoritmo de detección de objetos
Aumento de datos
Eliminación de fondo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
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Los desechos marinos en botellas (BMD) siguen siendo uno de los problemas globales más urgentes. Este estudio propone un método de detección para BMD utilizando vehículos aéreos no tripulados (UAV) y técnicas de aprendizaje automático para mejorar la eficiencia de los estudios sobre desechos marinos. Los UAV se operaron en tres sitios diseñados y en un sitio de prueba a doce alturas de vuelo correspondientes a resoluciones de 0.12 a 1.54 cm/píxel. El algoritmo de detección de objetos You Only Look Once versión 2 (YOLO v2) fue entrenado para identificar BMD. Agregamos aumento de datos y procesamiento de imágenes para la eliminación de fondo para optimizar la detección de BMD. El aumento ayudó a que la media de intersección sobre la unión en el proceso de entrenamiento alcanzara 0.81. La eliminación de fondo redujo el tiempo de procesamiento y el ruido, lo que resultó en una mayor precisión en el sitio de prueba. Según los resultados en todos los sitios de estudio, encontramos que aproximadamente 0.5 cm/píxel debería ser una selección considerable para encuestas aéreas sobre BMD. A 0.5 cm/píxel, la precisión media, la tasa de recuperación y el puntaje F1 son 0.94, 0.97 y 0.95, respectivamente, en los sitios diseñados, y 0.61, 0.86 y 0.72, respectivamente, en el sitio de prueba. Nuestro trabajo contribuye a las encuestas de desechos en playas y optimiza la detección, especialmente con el paso de aumento en los datos de entrenamiento y los procedimientos de eliminación de fondo.
Descripción
Los desechos marinos en botellas (BMD) siguen siendo uno de los problemas globales más urgentes. Este estudio propone un método de detección para BMD utilizando vehículos aéreos no tripulados (UAV) y técnicas de aprendizaje automático para mejorar la eficiencia de los estudios sobre desechos marinos. Los UAV se operaron en tres sitios diseñados y en un sitio de prueba a doce alturas de vuelo correspondientes a resoluciones de 0.12 a 1.54 cm/píxel. El algoritmo de detección de objetos You Only Look Once versión 2 (YOLO v2) fue entrenado para identificar BMD. Agregamos aumento de datos y procesamiento de imágenes para la eliminación de fondo para optimizar la detección de BMD. El aumento ayudó a que la media de intersección sobre la unión en el proceso de entrenamiento alcanzara 0.81. La eliminación de fondo redujo el tiempo de procesamiento y el ruido, lo que resultó en una mayor precisión en el sitio de prueba. Según los resultados en todos los sitios de estudio, encontramos que aproximadamente 0.5 cm/píxel debería ser una selección considerable para encuestas aéreas sobre BMD. A 0.5 cm/píxel, la precisión media, la tasa de recuperación y el puntaje F1 son 0.94, 0.97 y 0.95, respectivamente, en los sitios diseñados, y 0.61, 0.86 y 0.72, respectivamente, en el sitio de prueba. Nuestro trabajo contribuye a las encuestas de desechos en playas y optimiza la detección, especialmente con el paso de aumento en los datos de entrenamiento y los procedimientos de eliminación de fondo.