В очках ночного видения используется тепловизор, который улавливает инфракрасный свет, невидимый человеческому глазу. Теперь исследователи Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США используют тепловое изображение, чтобы помочь птицам и летучим мышам вблизи прибрежных ветряных электростанций. PNNL разрабатывает программное обеспечение под названием ThermalTracker для автоматической классификации птиц и летучих мышей на тепловизионном видео.
Птицы и летучие мыши летают над прибрежными водами, но их трудно отследить в таких удаленных местах.«ThermalTracker может помочь разработчикам и регулирующим органам принимать обоснованные решения о размещении и эксплуатации морских ветроэнергетических проектов», — сказал инженер PNNL Шари Матцнер, возглавляющий разработку ThermalTracker. «Нам нужны подобные научные инструменты, чтобы лучше понять, как морские ветряные турбины могут сосуществовать с птицами и летучими мышами».Программное обеспечение может помочь определить, есть ли много птиц или летучих мышей возле морского ветроэнергетического проекта и может ли проект повлиять на них.
В этом случае официальные лица могут рассмотреть возможность изменения местоположения предлагаемого проекта или изменения операций существующего проекта.Этим летом биологи из некоммерческого научно-исследовательского института биоразнообразия тестируют систему, чтобы определить, насколько хорошо она идентифицирует птиц по сравнению с их полевыми наблюдениями в штате Мэн, одном из штатов, рассматривающих возможность использования энергии ветра в море.
«Это исключительное сотрудничество между разработчиками технологий, инженерами и биологами-биологами, которые вместе работают над передовыми технологиями», — сказал Винг Гудейл, заместитель директора Исследовательского института биоразнообразия. «Разработка технологии обнаружения птиц и летучих мышей на наземных и прибрежных ветряных электростанциях будет способствовать лучшему пониманию природы рисков для дикой природы — или их отсутствия — на любом типе ветряных электростанций и уменьшит неопределенность в отношении возможности непреднамеренного воздействия во время Эти камеры могут обеспечить надежный метод обнаружения реакции птиц и летучих мышей на прибрежные ветровые проекты, где невозможно проводить традиционный мониторинг дикой природы ».Оффшорный потенциалВетры над океаном сильнее, чем на суше, и, по оценкам Министерства энергетики, США потенциально могут вырабатывать почти вдвое больше электроэнергии, чем они используют в настоящее время, если бы мы улавливали энергию ветров, дующих с наших берегов.
Оффшорная ветроэнергетика начинает набирать обороты в США. Первый в стране коммерческий морской ветроэнергетический проект запускается у Род-Айленда, а еще один предложенный проект недалеко от Нью-Йорка недавно получил предварительное одобрение. Морская ветроэнергетика находится дальше в Европе, где около 3600 морских турбин имеют общую генерирующую мощность около 12000 мегаватт.Для птиц
Американские официальные лица стремятся сделать использование морского ветра в США экологически ответственным, в том числе ограничить его воздействие на птиц и летучих мышей у берегов Америки. Сегодня биологи проверяют наличие птиц и летучих мышей на большинстве ветряных электростанций, которые стоят в поле и записывают то, что видят.
Что касается прибрежных ветроэнергетических объектов, ученые садятся на лодку, но могут наблюдать только при дневном свете и при благоприятной погоде. Технологии дистанционного зондирования могут позволить более длительный мониторинг птиц и летучих мышей, который также является менее дорогостоящим и трудоемким.
Ученые уже давно используют тепловизионное изображение для наблюдения за летучими мышами, которые ведут ночной образ жизни и не могут быть замечены с помощью традиционного видео в ночное время. Но хотя тепловизионные камеры видят общие формы животных в условиях плохой видимости, они не дают четких изображений или цвета, что затрудняет идентификацию животных.Решение PNNL включает алгоритмы, которые могут идентифицировать птиц и летучих мышей на основе их поведения в полете. Программа ThermalTracker специально оценивает две характеристики: форму пути, по которой птицы или летучие мыши летят из точки A в точку B, и частоту взмахов их крыльями.
Программа оценивает тепловое видео на предмет такого поведения, а затем определяет, являются ли наблюдаемые животные летучими мышами или принадлежат к таким птицам, как чайки, крачки или ласточки.Поднимая игруВ двух ранее опубликованных статьях описывается, как ранняя версия ThermalTracker обнаружила 81 процент всех животных, записанных на тепловизионном видео, и правильно классифицировала 82 процента наблюдаемых животных.
И людям потребовалось в среднем в пять раз больше времени, чтобы прийти к тем же выводам, что и программа.Сейчас Мацнер и ее коллеги из PNNL улучшают свое программное обеспечение.
Они уже обновили его алгоритмы, чтобы он мог обнаруживать животных во время записи видео, а не обрабатывать видео постфактум. Обработка данных в реальном времени означает, что программа сохраняет видео только при обнаружении птицы или летучей мыши. Имея меньше данных для хранения, система может использоваться для долгосрочного наблюдения и предоставления более полной информации о птицах и летучих мышах вблизи прибрежных ветроэнергетических объектов.
Команда также создает систему, которая имеет «стереозрение» или 3D-видео, используя две тепловизионные камеры вместо одной. Наличие 3D-видео обеспечивает восприятие глубины, что помогает определить, летают ли птицы на высоте, где вращаются турбины, и избегают ли птицы существующих турбин.
Стереозрение также покажет, как далеко птица находится от камеры, которая может определить размер птицы и, в свою очередь, более точно идентифицировать птицу.Тестируем этоЭтим летом полевые исследователи BRI тестируют новую стереосистему. В то время как система с двумя камерами записывает, ученые института документируют, за какими птицами они наблюдают, как далеко они находятся и насколько хорошо работает система камер.
Затем Матцнер и ее коллеги будут использовать записи полевых биологов для уточнения алгоритмов ThermalTracker, чтобы программа могла лучше идентифицировать птиц и летучих мышей по 3D-видео.видео