AP08856412 — Разработка интеллектуальных моделей обработки данных и планирования полетов для решения задач точного земледелия с применением БПЛА

Цель проекта: Разработка моделей обработки данных и планирования полетов технически разнородных БПЛА для решения задач точного земледелия на базе методов искусственного интеллекта.

Актуальность: Применение БПЛА для решения широкого спектра задач мониторинга и управления в отраслях хозяйствования Казахстана ограничивается не только отдельными техническими особенностями данной мобильной платформы, но и недостаточной разработанностью практически применимых интеллектуальных методов, алгоритмов и систем управления движением и анализа поступающих с борта БПЛА данных. Проект направлен на разработку практически применимых методов, обеспечивающих решение задач управления полетом (том числе группой аппаратов), идентификации и классификации объектов наблюдения, с помощью современных методов машинного обучения для решения задач точного земледелия. Ожидаемые результаты применимы и в других отраслях производства для решения задач мониторинга.

Научный руководитель: Доктор технических наук, Профессор, Мухамедиев Равиль Ильгизович

Полученные результаты:  В рамках проекта разработаны методы управления БПЛА и обработки данных для задач точного земледелия. Сформированы размеченные наборы данных объемом более 1000 изображений для обучения моделей машинного и глубокого обучения. Разработаны методы предобработки данных, устранения аномалий и пропусков. Созданы и апробированы алгоритмы классификации и идентификации объектов. Реализованы программные решения и алгоритмы планирования полетов БПЛА, адаптированные для различных условий эксплуатации. Проведены испытания прототипов и симуляционной среды, подтвердившие их эффективность. Полученные результаты внедрены в научную и образовательную деятельность, сопровождаются публикациями и объектами интеллектуальной собственности.

Список публикаций с ссылками на них 

1. Mukhamedyev R., Kuchin Y., Yakunin K., Symagulov A., Ospanova M., Assanov I., Yelis M. Intelligent unmanned aerial vehicle technology in urban environments // Communications in Computer and Information Science: International Conference on Digital Transformation and Global Society. – Cham: Springer, 2020. – 16 p. – URL: https://www.dropbox.com/s/5kiex8t1cb6krkn/paper_84%2B.pdf?dl=0
2. Mukhamediev R.I., Symagulov A., Kuchin Y., Yakunin K., Yelis M. From Classical Machine Learning to Deep Neural Networks: A Simplified Scientometric Review // Applied Sciences. – 2021. – Vol. 11, No. 12. – P. 5541. – DOI: https://doi.org/10.3390/app11125541
3. Mukhamediev R.I. et al. Review of Some Applications of Unmanned Aerial Vehicles Technology in the Resource-Rich Country // Applied Sciences. – 2021. – Vol. 11, No. 21. – P. 10171. – DOI: https://doi.org/10.3390/app112110171
4. Mukhamediev R.I. et al. Rapid bibliometric analysis in deep learning domain // Proceedings of the 2021 International Conference on Information and Digital Technologies (IDT). – IEEE, 2021. – P. 206–211. – URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9497591
5. Assanov I. Multi UAV simulator in Unity // The 19th International Scientific Conference “Information Technologies and Management”. – Riga: ISMA University, 2021. – P. 46–47. – URL: https://www.ismaitm.lv/images/Files/Theses/2021/01_NC/18_ITM2021_Assanov.pdf
6. Bekbaganbetov A., Ospanova M., Yelis M., Rabcan J., Muhamedyev R. Experiments to identify changes in synthesized images // The 19th International Scientific Conference “Information Technologies and Management”. – Riga: ISMA University, 2021. – P. 54–55. – URL: https://www.ismaitm.lv/images/Files/Theses/2021/01_NC/22_ITM2021_Bekbaganbetov_Ospanova_Yelisl_Rabcan_Muhamedyev.pdf
7. Ospanova M., Yelis M., Bekbaganbetov A., Rabcan J., Muhamedyev R. Image generation for solving problems of precision farming // The 19th International Scientific Conference “Information Technologies and Management”. – Riga: ISMA University, 2021. – P. 64–65. – URL: https://www.ismaitm.lv/images/Files/Theses/2021/01_NC/26_ITM2021_Ospanova_Yelis_Bekbaganbetov_Rabcan_Muhamedyev.pdf
8. Zaitseva E., Levashenko V., Brinzei N., Kovalenko A., Yelis M., Gopejenko V., Mukhamediev R. Reliability assessment of UAV fleets // Emerging Networking. – Springer, 2022. – URL: https://www.dropbox.com/s/ez36mxuj7blzk8t/reliability_assessment_UAV_springer_last_2.1.docm?dl=0
9. Symagulov A., Kuchin Y., Rabcan J., Kulakova Ye., Assanov I., Mukhamediev R. Pretrained Deep Neural Network Models for Image Change Detection // The 20th International Scientific Conference “Information Technologies and Management”. – Riga: ISMA University, 2022. – P. 20–21. – URL: https://www.dropbox.com/s/4xuh5ytjvm5x78u/08_ITM2022_Symagulov_Pretrained%20Deep%20Neural%20Network%20Models.pdf?dl=0
10. Symagulov A., Assanov I., Kuchin Y., Rabcan J., Kulakova Ye., Abdygalym B. Video pre-processing for computer vision tasks using UAVs // The 20th International Scientific Conference “Information Technologies and Management”. – Riga: ISMA University, 2022. – P. 25–26. – URL: https://www.dropbox.com/s/isivvdkd7lo7fp5/10_ITM2022_Symagulov_Video%20pre-processing%20for%20computer%20vision.pdf?dl=0
11. Мухамедиев Р.И., Амиргалиев Е.Н. Введение в машинное обучение: учебник. – Алматы, 2022. – 288 с. – ISBN 978-601-08-1177-5. – URL: https://geoml.info/%d0%ba%d0%bd%d0%b8%d0%b3%d0%b0/
12. Mukhamediev R. et al. Coverage path planning optimization of heterogeneous UAVs group for precision agriculture // IEEE Access. – 2022. – URL: https://www.dropbox.com/s/97sw747cjz4qg6f/IEEE_Access_Flight%20planning_format_v.1.63.docx?dl=0