計(jì)算、視覺等領(lǐng)域創(chuàng)企發(fā)力無(wú)人機(jī)，為無(wú)人機(jī)視覺領(lǐng)域帶來創(chuàng)新力量。

智東西10月15日消息，昨日，由智東西、中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦的“2020GTIC無(wú)人機(jī)視覺創(chuàng)新論壇”于2020全球無(wú)人機(jī)應(yīng)用及防控大會(huì)暨第五屆無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)如期舉辦。

隨著人工智能與計(jì)算機(jī)視覺的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)視覺的研究和應(yīng)用日漸興起。在本屆無(wú)人機(jī)論壇中，各涉足無(wú)人機(jī)視覺領(lǐng)域的科技創(chuàng)企無(wú)疑為這場(chǎng)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)帶來了各具特色的創(chuàng)新力量，而無(wú)人機(jī)視覺技術(shù)高集成、智能化的發(fā)展也吸引了更多業(yè)內(nèi)人士對(duì)此次論壇的關(guān)注。

正如智東西聯(lián)合創(chuàng)始人兼總編輯張國(guó)仁作為主持人開場(chǎng)所說，無(wú)人機(jī)結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，能夠輔助政府、企業(yè)工作人員進(jìn)行重復(fù)性高、勞動(dòng)密集型工作或者直接替代人工進(jìn)行危險(xiǎn)、人工難以涉足的工作，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航拍、植保、巡檢、測(cè)繪、救援、消防等領(lǐng)域。

▲智東西聯(lián)合創(chuàng)始人兼總編輯張國(guó)仁

在論壇中，澎峰科技CEO張先軼、普宙飛行器機(jī)器視覺部門主管劉壽寶、元橡科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO任杰、御航智能聯(lián)合創(chuàng)始人吳合風(fēng)都帶來了精彩演講。幾位行業(yè)大咖通過實(shí)際案例、一手?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)AI視覺技術(shù)在無(wú)人機(jī)行業(yè)的應(yīng)用做了具體解讀，尤其覆蓋了無(wú)人機(jī)在電力巡檢等工業(yè)場(chǎng)景中的應(yīng)用，以下是本次無(wú)人機(jī)視覺論壇的干貨要點(diǎn)。

▲2020全球無(wú)人機(jī)應(yīng)用及防控大會(huì)展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

一、利用AI開發(fā)板實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)嵌入式視覺應(yīng)用開發(fā)

澎峰科技是一家具有中科院技術(shù)團(tuán)隊(duì)背景的做邊緣計(jì)算和邊緣智能的公司，作為首位演講嘉賓，澎峰科技CEO張先軼坦言自己不是無(wú)人機(jī)背景出身，前期主要涉足的是偏計(jì)算的領(lǐng)域，目前正逐步涉足利用AI開發(fā)板實(shí)現(xiàn)面向無(wú)人機(jī)的嵌入式視覺應(yīng)用開發(fā)。

▲澎峰科技CEO張先軼

張先軼說，澎峰主要嘗試做的是智能邊緣的全棧解決方案，硬件方面主要在做多平臺(tái)的可部署優(yōu)化，包括嵌入式的CPU、GPU，高性能低延遲的FPGA，以及面向IoT的硬件部署。此外，澎峰在硬件方面也在發(fā)力一些自研的AI加速IP。

▲澎峰的智能邊緣計(jì)算全棧解決方案

在軟件方面，澎峰主要通過對(duì)底層性能的優(yōu)化提升深度學(xué)習(xí)模型在邊緣端的執(zhí)行能力；在算法方面，澎峰主要涉及視覺性的算法，其技術(shù)目前更多專注于車輛、行人等的識(shí)別、追蹤、檢測(cè)等領(lǐng)域。

在張先軼看來，無(wú)人機(jī)上的嵌入視覺要將主要的計(jì)算任務(wù)運(yùn)行在機(jī)載計(jì)算機(jī)上，澎峰目前在這一領(lǐng)域主要涉及的還是相對(duì)擅長(zhǎng)的目標(biāo)檢測(cè)與追蹤技術(shù)。

▲無(wú)人機(jī)上的嵌入式視覺應(yīng)用

張先軼認(rèn)為，從硬件上來看，市面上以搭載Intel的CPU或者NVIDIA TX2為主的無(wú)人機(jī)比較多，這兩者的最大優(yōu)勢(shì)在于生態(tài)。此外，澎峰還在車載DMS（駕駛員監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)中使用了AMD的APU，張先軼認(rèn)為這款A(yù)PU未來在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的使用也是一個(gè)有潛力的選項(xiàng)。

除此之外，澎峰科技的業(yè)務(wù)還涉及NPU板、滿足工業(yè)級(jí)高性能AI應(yīng)用要求的FPGA核心板，以及IoT領(lǐng)域。張先軼稱，在無(wú)人機(jī)有特殊應(yīng)用需求的時(shí)候，F(xiàn)PGA核心板以及面向IoT領(lǐng)域的技術(shù)或許會(huì)被考慮用于無(wú)人機(jī)在特殊情況下的使用。

二、智能化提升電網(wǎng)巡檢效率

普宙飛行器機(jī)器視覺部門主管劉壽寶的演講從實(shí)際應(yīng)用層面切入，對(duì)無(wú)人機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行解讀，并主要剖析了基于機(jī)載AI平臺(tái)的電網(wǎng)智能巡檢技術(shù)。

▲普宙飛行器機(jī)器視覺部門主管劉壽寶

劉壽寶從行業(yè)背景談起，稱到2020年中國(guó)輸電線路總里程將從2014年的115萬(wàn)千米增加到159萬(wàn)千米以上，隨著輸電線路里程不斷增加，輸電運(yùn)檢人員總量缺員和結(jié)構(gòu)性缺員矛盾日益突顯。

▲2020年特高壓規(guī)劃方案

目前對(duì)電網(wǎng)巡檢工作自動(dòng)化和高效率的追求，讓巡檢人員從高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解放出來，于此同時(shí)在航線巡檢、精細(xì)化巡檢方面，對(duì)自動(dòng)化水平和高效率也提出了更高要求。

劉壽寶認(rèn)為無(wú)人機(jī)融合智能算法，可以在精細(xì)化巡檢實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)異常情況后一鍵生成巡檢報(bào)告，AI智能識(shí)別必將成為未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

他認(rèn)為目前的電力巡檢仍存在自動(dòng)化、智能程度低，設(shè)備利用不合理，缺乏業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)交互機(jī)制等缺陷。針對(duì)這些缺陷，劉守寶認(rèn)為當(dāng)下行業(yè)巡檢的需求是制定、執(zhí)行周期性的巡檢計(jì)劃，快速生成并同步巡檢成果，并將統(tǒng)計(jì)的資源和成果可視化呈現(xiàn)。

接著劉壽寶詳細(xì)介紹了普宙自家的無(wú)人智能巡檢系統(tǒng)，他說普宙的自主智能巡檢系統(tǒng)以自主飛行平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合自動(dòng)航線構(gòu)建、三維點(diǎn)云生成、高精度RTK飛行、AI智能識(shí)別和巡檢報(bào)告生成等技術(shù)，綜合完成自動(dòng)化、智能化巡檢作業(yè)，并從數(shù)據(jù)采集到處理，從發(fā)現(xiàn)到消除缺陷，逐步形成一個(gè)相對(duì)完整的輸電解決方案。

在演講中，劉壽寶介紹了普宙自主研制飛行平臺(tái)中的四種產(chǎn)品，分別為小型無(wú)人機(jī)、中型旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)和重型無(wú)人機(jī)。這四款機(jī)型形態(tài)各異，特點(diǎn)也各有不同。

▲普宙自主研制飛行平臺(tái)中的四種產(chǎn)品

此外，普宙也具備一個(gè)較完善的智能巡檢系統(tǒng)流程，從三維數(shù)字化通道構(gòu)建到精細(xì)化航線規(guī)劃，再到一鍵生成巡檢報(bào)告，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、高效率的智能運(yùn)作。

接著，劉壽寶繼續(xù)說，在電網(wǎng)缺陷智能識(shí)別方面，普宙還有一個(gè)自己的AI開放平臺(tái)——飛盟平臺(tái)。

飛盟平臺(tái)主要包括兩個(gè)設(shè)備：一個(gè)是主處理集成芯片，另一個(gè)是機(jī)載AI邊緣設(shè)備?；谟?jì)算機(jī)視覺，多傳感器融合，全棧式的人工智能解決方案，無(wú)人機(jī)巡檢可以具備目標(biāo)智能跟隨、航跡規(guī)避、3D視覺避障、AI缺陷識(shí)別、精準(zhǔn)懸停、360度全景拼接等功能。

劉壽寶說，基于機(jī)載AI平臺(tái)，普宙可以開發(fā)一些電網(wǎng)器件監(jiān)測(cè)及缺陷識(shí)別技術(shù)方案，通過深度學(xué)習(xí)器件識(shí)別模型定位到巡檢器件，使用變倍云臺(tái)對(duì)器件部位進(jìn)行鎖定變倍跟蹤，得到大比例清晰圖像從而進(jìn)行缺陷精準(zhǔn)識(shí)別。

在現(xiàn)場(chǎng)，劉壽寶還以動(dòng)圖的形式展示了普宙30X變焦云臺(tái)在1公里外監(jiān)控的效果以及局部精細(xì)化巡視的效果。

▲普宙30X變焦云臺(tái)局部精細(xì)化巡視效果

三、 “新兵”發(fā)力讓無(wú)人機(jī)“開眼看世界”

元橡科技是一家專注雙目視覺領(lǐng)域的技術(shù)企業(yè)，具有自主研發(fā)的雙目立體視覺芯片，涉足車載、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等不同領(lǐng)域。

元橡科技聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO任杰在此次論壇中主要聚焦多種形態(tài)的無(wú)人機(jī)視覺技術(shù)，展示了無(wú)人機(jī)3D視覺感知、雙目立體視覺技術(shù)，以及元橡科技在這些方面的最新進(jìn)展。

▲元橡科技聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO任杰

任杰說，元橡一直在發(fā)力立體視覺領(lǐng)域，并在這一方面有了一定積累，但面對(duì)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域還只能算是行業(yè)的“新兵”，因此元橡也一直在想如何將立體視覺領(lǐng)域最新的技術(shù)成果應(yīng)用到無(wú)人機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)中。

任杰認(rèn)為，在無(wú)人機(jī)的拍攝領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)頭部廠商已經(jīng)在4K高清分辨率、畫質(zhì)、防抖等方面做得很好了。元橡則更想接力下一個(gè)階段，他認(rèn)為面對(duì)無(wú)人機(jī)的未來，元橡更希望無(wú)人機(jī)能具備更好的感知力和運(yùn)動(dòng)控制能力，讓無(wú)人機(jī)能夠“開眼看清世界”，能夠自主避障。

雙目立體視覺是機(jī)器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。

▲雙目立體視覺原理

任杰稱，元橡未來的重點(diǎn)之一是想要在無(wú)人機(jī)身上搭載多個(gè)雙目視覺傳感器，這樣一來，即使是無(wú)人機(jī)在室內(nèi)、山區(qū)等信號(hào)不好的地方也能實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物以及標(biāo)志物的感知。

針對(duì)這一想法，任杰認(rèn)為目前的無(wú)人機(jī)行業(yè)在測(cè)地高度和自主避障方面仍存在缺陷，無(wú)人機(jī)的自主性差，仍需“飛手”操作是限制無(wú)人機(jī)發(fā)展的一大難題。而相較于傳統(tǒng)的紅外、超聲波激光傳感器，雙目視覺具備的三維感知、深度分析、抗干擾強(qiáng)、普遍適用等優(yōu)勢(shì)能極大減輕以上難題。

▲無(wú)人機(jī)感知模塊對(duì)比

任杰舉例說，目前我們知道的NASA發(fā)射到火星上的無(wú)人機(jī)，以及大疆的無(wú)人機(jī)都已經(jīng)將立體視覺引入各種應(yīng)用。元橡目前已經(jīng)將雙目立體視覺模塊注入汽車、機(jī)器人領(lǐng)域，未來也將在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域發(fā)力。

四、“邊云端”協(xié)同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)智能巡檢

最后一位出場(chǎng)的御航智能科技聯(lián)合創(chuàng)始人、技術(shù)總監(jiān)吳合風(fēng)，他聚焦AI處理系統(tǒng)的創(chuàng)新和應(yīng)用，對(duì)電力行業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用做了分享。

御航智能專注于空天只能圖像處理技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，主要注重將人工智能技術(shù)賦能于電力巡檢、油氣管線巡檢、遙感信息等領(lǐng)域。

▲御航智能科技聯(lián)合創(chuàng)始人、技術(shù)總監(jiān)吳合風(fēng)

吳合風(fēng)認(rèn)為，電力巡檢發(fā)展至今可以分為三個(gè)階段，包括：人巡時(shí)代、機(jī)巡時(shí)代和智巡時(shí)代。人巡時(shí)代就是依靠巡檢工人在高空作業(yè)才能實(shí)現(xiàn)電力檢測(cè)，機(jī)巡時(shí)代則需要大量有經(jīng)驗(yàn)的“飛手”操縱無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢照片的拍照，目前很多供電公司、電網(wǎng)公司都會(huì)以這種機(jī)巡的方式進(jìn)行平常的巡檢。

隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)巡已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)電力檢測(cè)的要求，智巡時(shí)代逐漸發(fā)展。在智巡時(shí)代會(huì)建立三維點(diǎn)云的模型，通過這些模型業(yè)內(nèi)人士就能夠看清楚桿塔的具體位置、桿塔上部件的具體位置，就能規(guī)劃飛機(jī)針對(duì)具體的點(diǎn)位完成自主飛行，一鍵完成所有工作。

吳合豐稱，御航的整體方案包括智能化載荷、前端AI識(shí)別模塊、目標(biāo)及缺陷識(shí)別服務(wù)平臺(tái)、自學(xué)習(xí)訓(xùn)練服務(wù)平臺(tái)、巡檢管控服務(wù)平臺(tái)以及人巡終端。

基于這樣的一套方案流程，御航打造了一個(gè)“邊云端”的產(chǎn)品體系，通過邊緣AI模塊、AI云平臺(tái)以及處理控制終端協(xié)同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)智能巡檢。

▲“邊云端”產(chǎn)品體系

結(jié)語(yǔ)：視覺技術(shù)成無(wú)人機(jī)自主巡檢重要發(fā)力點(diǎn)

從手機(jī)拍照到無(wú)人機(jī)“滿天飛”，從人工爬上電線桿檢測(cè)故障到無(wú)人機(jī)自主檢測(cè)并實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)圖，無(wú)人機(jī)在消費(fèi)、工業(yè)等領(lǐng)域的使用都越來越普遍，因而無(wú)論是個(gè)人還是廠商對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)的要求也越來越高。

導(dǎo)航避障、路徑規(guī)劃、定高功能等成為了無(wú)人機(jī)智能化不可避免的一環(huán)，因此將更先進(jìn)的視覺技術(shù)引入無(wú)人機(jī)也順理成章成為了無(wú)人機(jī)發(fā)展新趨勢(shì)。我們期待有一天無(wú)人機(jī)可以自主完成全套工業(yè)檢測(cè)，在維護(hù)工人生命安全、避免無(wú)人機(jī)操作故障的同時(shí)，提高無(wú)人機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)各大領(lǐng)域的使用效率。

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