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Use Case |无人机图像分析向学生教授人工智能概念

04.10.2021

顾客:Joseph Cerreta, Ph.D.,Associate Professor, College of Aeronautics, Department of Flight, WorldwideCampus, Embry-Riddle Aeronautic University, 美国

行业: 人工智能学术研究

概括:
●  学生通过技术的实践经验了解人工智能使航空数据分析更有效和高效的潜力,为未来商业或教育任务的应用提供理解。

● 无人机飞行是该项目的另一个重要教育组成部分,培训学生无人机任务规划和飞行操作。

● 在 2021 年 5 月的学期中,学生团队证明了测试项目结果的 97% 的可靠性。

25 年来,Embry-Riddle AeronauticalUniversity (ERAU) 世界校区为世界各地的学生提供了高质量的异步学习。Embry-Riddle 学生通过各种虚拟实验室、社区和在线学习工具获得热情而有效的学习体验。

为了向学生提供一个实验平台和 AI 实践经验,课程讲师 Joseph Cerreta 博士使用 ATLAS。这个来自 SPH Engineering 的人工智能平台使用户能够存储和分析地理空间数据。

“Embry-Riddle Aeronautic University早在大流行之前就已经提供远程学习,因此对所需的工具和学生的要求有了清晰的了解,”Joseph Cerreta 博士评论道。

作为该项目的一部分,学生将驾驶无人机飞越附近的墓地,并创建一个描绘墓碑的正射镶嵌图。然后学生使用 ATLAS 来创建和训练一个定制的 AI 检测器,该检测器能够检测各种形状和大小的墓碑,并将它们与周围的草木区分开来,这些草木和树木的外观随季节而变化。在三周的课程中,学生将了解人工智能对美国工业的重要性、这项技术的工作原理以及它提高航空照片分析效率和有效性的潜力。


图像1. ERAU 学生在 2021 年春季使用 UgCS 驾驶无人机拍摄的墓地无人机照片。

该项目始于学生驾驶无人机飞越他们居住地附近的墓地。首先,他们必须在基于 SPH Engineering 的 UgCS 任务规划软件的模拟器中准备任务。然后,学生使用hardware-in-the-loop(HIL)  模拟技术来练习飞行,该技术模拟计划的轨迹并提供对各种飞行参数的理解。当准备好进行实际飞行时,教师会在现场准备设置,让学生能够远程连接到地面站并控制 Mavic 2 Enterprise Dual 无人机。


图像2. 学生遥控无人机飞越墓地的截图


图像 3. 与学生远程操作 UgCS 时的地面站设置(美国爱达荷州)

学生使用 Pix4Dmapper 将获得的墓地航空照片处理成正射影像图,并将其导入 ATLAS,在那里他们学习人工智能探测器。此外,学院还提供了另外两套墓地正射影像图,上面有不同的草和墓碑周围的植被(例如,从棕色的冬天到绿色的春天)。有些墓碑在冬天位于光秃秃的树枝下,而在春天它们被长满树叶的树木所覆盖。然后,学生可以使用他们自己的和两个提供的正射马赛克来构建和训练 AI 探测器来计算不同形状和大小的墓碑。


图像4. 作为探测器精度分配的一部分,带有覆盖层的墓地可以识别提供给学生的 16 个不同部分

一旦学生对他们训练有素的 AI 检测器充满信心,教师就会提交一项任务来测试检测器(另一个墓地的 16 个部分之一,其中信息已得到验证)。学生报告他们的 AI 检测器计算了多少墓碑,最终得分取决于检测器的整体准确度。在 2021 年 5 月的学期中,学生团队在完成测试任务时记录了 97% 的置信度。

“虽然 2021 年 5 月是向本科生和研究生提出 AI 项目的第一学期,但所呈现的成绩非常令人印象深刻。这强调了 ATLAS 非常易于学习和使用的事实。我期待更多学生在 10 月学期参与该项目,”Joseph补充道。

关于ATLAS 的其他相关的用例 农业中的无人机和卫星数据分析

对人工智能平台感兴趣的专业人士可以看下网站:

英文: atlas.ugcs.com

中文: sph-engineering.cn/atlas

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