邊緣視頻分析例行檢測的自主機器人

概述：
工業(yè)應用中機器人數(shù)量快速增長。工業(yè)4.0規(guī)范討論了機器人成功運行的方法。工業(yè)5.0引入了人與機器人混合工作的環(huán)境，自動移動機器人AMR成為前沿環(huán)境中的關(guān)鍵角色。AMR配備嵌入式傳感器、AI和深度學習技術(shù)，可執(zhí)行對象檢測和識別，并在不受控制的環(huán)境中導航。

需求：
全天候工作，永不疲倦
AMR的美麗之處在于它們可以全天候工作，只需要停下來進行維護或給電池充電即可。它們總是忠實地履行自己的職責，并且不會感到疲倦。
AMR可以執(zhí)行各種任務，包括對工業(yè)設施、變電站、化工廠、倉庫等進行例行檢查。在這些環(huán)境中，機器人可以執(zhí)行一些任務。例如讀取儀表，確保物品屬于它們所在的地方以及檢測何時出現(xiàn)不適當?shù)牡胤剑邕z留的工具或阻塞入口和出口的物體，這可能會引起極大的火災危險。
由于嵌入式高分辨率攝像機的存在，AMR的另一任務是發(fā)現(xiàn)用肉眼很難看到的潛在問題。可能涉及配件腐蝕，管道破裂，蒸汽噴射以及地板上的滴水，泄漏和液體池。一旦檢測到，機器人可以警告操作員。
根據(jù)AMR的工作環(huán)境，必須包含不同級別的功能。例如，如果機器人可能會暴露在極端溫度下，則可能需要較寬的工作溫度范圍。沖擊和振動也是如此。
一種實現(xiàn)上述功能的方法是在機器人內(nèi)嵌入人工智能(AI)。但是據(jù)我們所知，人工智能會消耗大量的計算能力，這是以前僅在云中可用的水平。但是，由于與云計算相關(guān)的延遲，往返于云的數(shù)據(jù)來回傳輸可能會產(chǎn)生不利影響(并且可能會很昂貴)。在許多情況下，毫秒可以使一件設備爆炸或管道破裂之間產(chǎn)生差異。請注意，基于云的解決方案還假定Internet連接即使在幾秒鐘內(nèi)也不會斷開。

解決方案：
基于EVA的救援機器人。
值得慶幸的是，即將出現(xiàn)一種新技術(shù)，該技術(shù)使AMR可以在工廠內(nèi)的Edge上執(zhí)行必要的計算。被稱為邊緣視頻分析(EVA)的這項技術(shù)提供了實時分析視頻位置的能力。其中包括AI計算，將AMR轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;智能機器人”。本質(zhì)上，這是通過利用當今功能強大的微處理器單元(MPU)的功能，并將其與功能更強大的圖形處理單元(GPU)結(jié)合在一起而實現(xiàn)的，圖形處理單元擁有數(shù)千個小型處理器。他們可以一起以大規(guī)模并行方式執(zhí)行與AI相關(guān)的任務。
　　使EVA成為現(xiàn)實
凌華科技設計并制造了多種用于邊緣計算應用的產(chǎn)品。該公司的邊緣計算解決方案包括GPU加速的板級，系統(tǒng)級和服務器級產(chǎn)品，使系統(tǒng)架構(gòu)師能夠構(gòu)建和優(yōu)化單個邊緣計算應用程序的系統(tǒng)架構(gòu)。對于公司的EVA解決方案，通過使用NVIDIA GPU和Jetson系列系統(tǒng)模塊，可以顯著提高系統(tǒng)響應速度。
大多數(shù)工程師都熟悉NVIDIA的現(xiàn)成GPU卡及其集成的散熱風扇。不幸的是，這些卡雖然功能強大，但并不總是適合于EVA應用，部分原因是現(xiàn)成的卡通常用于非敵對的低風險操作環(huán)境，例如空調(diào)辦公室或服務器機房中。
凌華科技的EVA解決方案除了分析其周圍環(huán)境外，還擁有足夠的計算能力來控制機器人，并且具有堅固的設備，非常適合在惡劣的環(huán)境中使用。顯然，這使它們適用于AMR。此類功能包括可鎖定的連接器，該連接器可承受移動機器人使用中普遍存在的嚴酷沖擊和振動。此外，這些系統(tǒng)可以采用領(lǐng)先的被動冷卻技術(shù)進行設計，這意味著不需要風扇。
對于EVA解決方案，凌華科技的工程團隊設計了一系列基于Pascal和最新Turing架構(gòu)的緊湊型 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，但不會降低性能。實際上，它們提供了等效的處理能力，同時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。
　　EVA解決方案支持多種類型的相機，包括USB相機，以太網(wǎng)相機，GMSL II相機。這使AMR的設計團隊可以為目標應用選擇最佳的攝像機。
　　與要求所有機器人通過中央集線器進行通信的解決方案不同(可以將其設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)議允許機器人之間直接進行實時實時通信。使用此架構(gòu)，機器人可以根據(jù)需要將視頻流傳輸?shù)竭吘壏掌鳎F服務器和云服務器以進行其他分析。