將邊緣視頻分析與自主移動(dòng)機(jī)器人相結(jié)合以立即做出決策

具有視頻分析功能的自主機(jī)器可以全天候執(zhí)行例行檢查并檢測異常

工業(yè)應(yīng)用中使用的機(jī)器人數(shù)量正在快速增長。工業(yè)4.0規(guī)范討論了如何使這些機(jī)器人成功運(yùn)行。當(dāng)您遷移到工業(yè)5.0時(shí)，將添加一個(gè)不同的元素，即在同一工作環(huán)境中混合人員和機(jī)器人。

這些前沿環(huán)境中的機(jī)器人被稱為自主移動(dòng)機(jī)器人，即AMR。 AMR有一系列嵌入式傳感器設(shè)計(jì)，其中可能包括定位傳感器和計(jì)算機(jī)視覺的組合，并配備了先進(jìn)的人工智能（AI）和深度學(xué)習(xí)（DL）技術(shù)。配備了這些“智能”設(shè)備的AMR可以執(zhí)行對象檢測和識(shí)別，并在不受控制的環(huán)境中導(dǎo)航，甚至在景觀可能不斷變化的地方。 AMR可以對周圍環(huán)境有準(zhǔn)確的感知，從而實(shí)現(xiàn)緊密的人機(jī)協(xié)作，且不會(huì)對附近的人類同事造成傷害。而且，AMR可以檢測并避開障礙物，并且可以避開它們永遠(yuǎn)回不來的區(qū)域，例如從陡坡上掉下來。

始終遵守而永不疲倦的工人

與人類相反，AMR的優(yōu)點(diǎn)在于它們可以全天候工作，只需要停下來進(jìn)行維護(hù)或充電即可。他們對熱量，化學(xué)物質(zhì)等的關(guān)心要少得多。他們總是忠實(shí)地履行職責(zé)，并且不會(huì)感到疲倦。

AMR可以執(zhí)行各種任務(wù)，包括對工業(yè)設(shè)施，變電站，化工廠，倉庫等進(jìn)行例行檢查。在這些環(huán)境中，機(jī)器人可以執(zhí)行一些任務(wù)，例如讀取儀表，確保物品歸位，例如散落在周圍的工具或阻塞進(jìn)出口的物體，這些可能會(huì)造成極大的火災(zāi)隱患。

AMR的另一任務(wù)是發(fā)現(xiàn)人眼難以發(fā)現(xiàn)的潛在問題，這要?dú)w功于嵌入式高分辨率攝像機(jī)。這可能包括配件腐蝕，管道破裂，蒸汽噴射以及地板上的滴水，泄漏和地板上的積水。一旦被發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人可以向人類操作員發(fā)出警報(bào)。

根據(jù)AMR的工作環(huán)境，必須包含不同級別的功能。例如，如果機(jī)器人可能會(huì)暴露在極端溫度下，那可能需要一個(gè)較寬的工作溫度范圍。沖擊和振動(dòng)也是如此。

一種實(shí)現(xiàn)上述功能的方法是在機(jī)器人內(nèi)嵌入人工智能（AI）。但是，眾所周知，人工智能會(huì)消耗大量的算力，而以前只能在云計(jì)算中使用。但是，由于與云計(jì)算相關(guān)的延遲，往返于云的數(shù)據(jù)來回發(fā)送會(huì)產(chǎn)生不利影響（并且可能會(huì)很昂貴）。在許多情況下，一件設(shè)備爆炸或一根管道爆裂的差別可能只有幾毫秒。請注意，基于云的解決方案還假設(shè)互聯(lián)網(wǎng)連接永遠(yuǎn)不會(huì)中斷，即使只有幾秒鐘。

基于EVA的救援機(jī)器人

值得慶幸的是，即將出現(xiàn)一種新技術(shù)，這使AMR可以在設(shè)施內(nèi)的Edge上執(zhí)行必要的計(jì)算。被稱為邊緣視頻分析（EVA）的這項(xiàng)技術(shù)提供了實(shí)時(shí)分析視頻位置的能力。其中包括AI計(jì)算，將AMR變成“智能機(jī)器人”。從本質(zhì)上講，這是通過利用當(dāng)今強(qiáng)大的微處理器（MPU）的功能，并將其與更強(qiáng)大的 圖形處理單元（gpu） 相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的，GPU擁有數(shù)以千計(jì)的小處理器。它們可以以大規(guī)模并行的方式執(zhí)行與ai相關(guān)的任務(wù)。

凌華科技使EVA成為現(xiàn)實(shí)

凌華科技設(shè)計(jì)并制造了多種用于邊緣計(jì)算應(yīng)用的產(chǎn)品。該公司的邊緣計(jì)算解決方案包括GPU加速卡，系統(tǒng)和服務(wù)器級產(chǎn)品，使系統(tǒng)架構(gòu)師能夠?yàn)閱蝹€(gè)邊緣計(jì)算應(yīng)用程序構(gòu)建和優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)。在公司的EVA解決方案中，通過使用NVIDIA GPU和Jetson系列的系統(tǒng)模塊，系統(tǒng)響應(yīng)性得到了顯著提高。

大多數(shù)工程師都熟悉NVIDIA自帶冷卻風(fēng)扇的GPU卡。不幸的是，這些卡雖然功能強(qiáng)大，但并不總是適用于EVA應(yīng)用程序，部分原因是現(xiàn)成的卡通常用于非惡劣的低風(fēng)險(xiǎn)操作環(huán)境，例如空調(diào)辦公室或服務(wù)器機(jī)房。

凌華科技的EVA解決方案擁有足夠的計(jì)算能力來控制機(jī)器人，并分析其周圍環(huán)境，它們的特點(diǎn)是堅(jiān)固的單元，適合在惡劣環(huán)境下使用。這顯然使它們適合在amr中使用。這些特性包括可鎖定的連接器，它能夠承受移動(dòng)機(jī)器人使用中普遍存在的劇烈沖擊和振動(dòng)。此外，這些系統(tǒng)可以采用先進(jìn)的被動(dòng)冷卻技術(shù)來設(shè)計(jì)，這意味著不需要風(fēng)扇。

對于EVA解決方案，凌華科技的工程團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列基于Pascal和最新的Turing架構(gòu)緊湊型 MXM GPU模塊 ，以及 邊緣AI系統(tǒng) 基于Jetson系列系統(tǒng)，包括Jetson Nano，TX2，Xavier NX和AGX Xavier。這些模塊和系統(tǒng)可解決EVA的尺寸，重量和功率限制，但不會(huì)降低性能。實(shí)際上，它們提供了等效的處理能力，同時(shí)消耗了大約一半的功率（并且產(chǎn)生的熱量更少）。而且它們比傳統(tǒng)的圖形子系統(tǒng)具有更長的商業(yè)壽命。

凌華科技的EVA解決方案支持多種類型的相機(jī)，包括USB相機(jī)，以太網(wǎng)相機(jī)，GMSL II相機(jī)。這使AMR的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以為目標(biāo)應(yīng)用選擇最佳的攝像機(jī)。

與要求所有機(jī)器人通過中央集線器進(jìn)行通信的解決方案不同（可以將其設(shè)想為基于云的體系結(jié)構(gòu)），凌華科技采用了分散式通信協(xié)議，該協(xié)議允許機(jī)器人之間直接進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。使用此架構(gòu)，機(jī)器人可以根據(jù)需要將視頻流傳輸?shù)竭吘?，霧和云服務(wù)器以進(jìn)行其他分析。

很明顯，采用邊緣視頻分析的系統(tǒng)將部署在各個(gè)不同的位置，執(zhí)行一系列應(yīng)用程序，所有這些旨在使我們的生活更輕松，更安全。并且可以肯定的是，凌華科技將保持在這一新興技術(shù)的最前沿。

審核編輯：郭婷