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無(wú)人機(jī)新應(yīng)用：可以用來(lái)“監(jiān)視”動(dòng)物，還可以記錄其移動(dòng)情況！

2017-12-07 07:21 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 來(lái)源：智能情報(bào)局
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卡拉哈里是一個(gè)半干旱的大草原，橫跨博茨瓦納，南非和納米比亞的大片地區(qū)。這里有各種各樣的大型哺乳動(dòng)物，包括長(zhǎng)頸鹿，鴕鳥(niǎo)，牛羚，以及各種瞪羚。...

　　卡拉哈里是一個(gè)半干旱的大草原，橫跨博茨瓦納，南非和納米比亞的大片地區(qū)。這里有各種各樣的大型哺乳動(dòng)物，包括長(zhǎng)頸鹿，鴕鳥(niǎo)，牛羚，以及各種瞪羚。

　　隨著降雨量的變化，食草資源在大草原不斷變化，從放牧壓力和叢林大火蔓延到全國(guó)各地。為了避免過(guò)度放牧，土地管理者必須確保食草動(dòng)物的數(shù)量與食物的可獲得性相匹配。

　　這需要重大的監(jiān)督。估算大型哺乳動(dòng)物種群數(shù)量的最常見(jiàn)方法是從直升機(jī)上計(jì)算它們的數(shù)量，或設(shè)置相機(jī)陷阱，記錄它們?cè)谔囟ㄎ恢玫囊苿?dòng)情況。但是這些方法有明顯的缺點(diǎn)。相機(jī)陷阱只能記錄在一個(gè)地方的人口和直升機(jī)研究是昂貴和費(fèi)時(shí)。

　　另一個(gè)選擇是使用無(wú)人機(jī)拍攝該地區(qū)。這產(chǎn)生了大量的圖像覆蓋廣大的土地面積。但有一個(gè)問(wèn)題。分析這些圖像是困難的。這需要訓(xùn)練有素的人員操作員投入大量的時(shí)間來(lái)完成任務(wù)。

　　在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）進(jìn)入尼古拉斯·雷伊（Nicolas Rey），還有一些朋友已經(jīng)訓(xùn)練了機(jī)器視覺(jué)算法來(lái)完成這項(xiàng)工作。他們說(shuō)，這種算法大大減少了專(zhuān)家人員所需的時(shí)間，并可能導(dǎo)致大型動(dòng)物種群估計(jì)的顯著改善。

　　他們的方法很簡(jiǎn)單。首先是在納米比亞喀拉哈里邊緣的庫(kù)茲庫(kù)斯野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)進(jìn)行的2014年無(wú)人機(jī)測(cè)繪研究。這涉及到5架無(wú)人機(jī)飛越儲(chǔ)備，用相機(jī)拍攝了6500張照片。每張照片的分辨率為每像素幾厘米，為3,000 x 4,000像素。這些圖像顯示了許多大型哺乳動(dòng)物，但分布很稀疏。這使得他們花費(fèi)時(shí)間尋找人類(lèi)。

　　雷伊公司的想法是，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以被訓(xùn)練來(lái)完成這項(xiàng)工作。但是培訓(xùn)需要機(jī)器可以學(xué)習(xí)的地面真相結(jié)果。因此，雷伊公司的方法的一個(gè)重要組成部分是使用眾包活動(dòng)創(chuàng)建這個(gè)地面實(shí)況數(shù)據(jù)集。他們要求232名志愿者研究這些照片，并在他們遇到的每一只動(dòng)物周?chē)L制一個(gè)多邊形。每個(gè)圖片至少有三名志愿者看到，最多10名。觀眾的平均數(shù)量是五。如果有超過(guò)一半的觀眾同意，該小組認(rèn)為他們已經(jīng)確定了一只動(dòng)物。

　　志愿者以這種方式在650個(gè)圖像中發(fā)現(xiàn)了976個(gè)大型哺乳動(dòng)物。然后人類(lèi)專(zhuān)家審查了結(jié)果，在一個(gè)只需要30分鐘的過(guò)程中刪除了21個(gè)虛假案件。然后團(tuán)隊(duì)使用這些示例來(lái)訓(xùn)練和測(cè)試他們的機(jī)器視覺(jué)算法。

　　結(jié)果很有趣。研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動(dòng)物投下長(zhǎng)長(zhǎng)的陰影時(shí)，算法表現(xiàn)得最好。他們說(shuō)：“我們得出的結(jié)論是，早晨飛行，并始終在同一個(gè)小時(shí)的飛行可以帶來(lái)更好的結(jié)果。出于同樣的原因，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物站立而不是躺下也更好。

　　不過(guò)，這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作良好。該系統(tǒng)說(shuō)：“該系統(tǒng)的召回率很高，操作人員可以用有限的努力消除錯(cuò)誤的檢測(cè)結(jié)果。所以仍然需要人工操作員，但是工作量大大減少。

　　這對(duì)非洲和其他大片地區(qū)的動(dòng)物保護(hù)產(chǎn)生了影響。Rey和他的合伙人說(shuō)：“這表明可以通過(guò)處理安裝在價(jià)格合理的固定翼無(wú)人機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)RGB攝像機(jī)提供的數(shù)據(jù)來(lái)處理在半干旱稀樹(shù)草原上檢測(cè)大型哺乳動(dòng)物。

　　這是一個(gè)有趣的工作，展示了相對(duì)便宜的無(wú)人機(jī)技術(shù)和日益強(qiáng)大的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)如何應(yīng)用于偏遠(yuǎn)地區(qū)。因此，這些地區(qū)的動(dòng)物保護(hù)應(yīng)該更容易，更有效。

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