GTIC無人機視覺論壇干貨：解構無人機“一條龍”服務背后技術

計算、視覺等領域創企發力無人機，為無人機視覺領域帶來創新力量。

智東西10月15日消息，昨日，由智東西、中國無人機產業創新聯盟主辦的“2020GTIC無人機視覺創新論壇”于2020全球無人機應用及防控大會暨第五屆無人機產業博覽會現場如期舉辦。

隨著人工智能與計算機視覺的快速發展，無人機視覺的研究和應用日漸興起。在本屆無人機論壇中，各涉足無人機視覺領域的科技創企無疑為這場無人機產業博覽會帶來了各具特色的創新力量，而無人機視覺技術高集成、智能化的發展也吸引了更多業內人士對此次論壇的關注。

正如智東西聯合創始人兼總編輯張國仁作為主持人開場所說，無人機結合計算機視覺技術，能夠輔助政府、企業工作人員進行重復性高、勞動密集型工作或者直接替代人工進行危險、人工難以涉足的工作，目前已經廣泛應用于航拍、植保、巡檢、測繪、救援、消防等領域。

▲智東西聯合創始人兼總編輯張國仁

在論壇中，澎峰科技CEO張先軼、普宙飛行器機器視覺部門主管劉壽寶、元橡科技聯合創始人兼CTO任杰、御航智能聯合創始人吳合風都帶來了精彩演講。幾位行業大咖通過實際案例、一手數據對AI視覺技術在無人機行業的應用做了具體解讀，尤其覆蓋了無人機在電力巡檢等工業場景中的應用，以下是本次無人機視覺論壇的干貨要點。

▲2020全球無人機應用及防控大會展會現場

一、利用AI開發板實現無人機嵌入式視覺應用開發

澎峰科技是一家具有中科院技術團隊背景的做邊緣計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人機背景出身，前期主要涉足的是偏計算的領域，目前正逐步涉足利用AI開發板實現面向無人機的嵌入式視覺應用開發。

▲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的可部署優化，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力一些自研的AI加速IP。

▲澎峰的智能邊緣計算全棧解決方案

在軟件方面，澎峰主要通過對底層性能的優化提升深度學習模型在邊緣端的執行能力；在算法方面，澎峰主要涉及視覺性的算法，其技術目前更多專注于車輛、行人等的識別、追蹤、檢測等領域。

在張先軼看來，無人機上的嵌入視覺要將主要的計算任務運行在機載計算機上，澎峰目前在這一領域主要涉及的還是相對擅長的目標檢測與追蹤技術。

▲無人機上的嵌入式視覺應用

張先軼認為，從硬件上來看，市面上以搭載Intel的CPU或者NVIDIA TX2為主的無人機比較多，這兩者的最大優勢在于生態。此外，澎峰還在車載DMS（駕駛員監測）系統中使用了AMD的APU，張先軼認為這款APU未來在無人機領域的使用也是一個有潛力的選項。

除此之外，澎峰科技的業務還涉及NPU板、滿足工業級高性能AI應用要求的FPGA核心板，以及IoT領域。張先軼稱，在無人機有特殊應用需求的時候，FPGA核心板以及面向IoT領域的技術或許會被考慮用于無人機在特殊情況下的使用。

二、智能化提升電網巡檢效率

普宙飛行器機器視覺部門主管劉壽寶的演講從實際應用層面切入，對無人機視覺技術進行解讀，并主要剖析了基于機載AI平臺的電網智能巡檢技術。

▲普宙飛行器機器視覺部門主管劉壽寶

劉壽寶從行業背景談起，稱到2020年中國輸電線路總里程將從2014年的115萬千米增加到159萬千米以上，隨著輸電線路里程不斷增加，輸電運檢人員總量缺員和結構性缺員矛盾日益突顯。

▲2020年特高壓規劃方案

目前對電網巡檢工作自動化和高效率的追求，讓巡檢人員從高強度的體力勞動中解放出來，于此同時在航線巡檢、精細化巡檢方面，對自動化水平和高效率也提出了更高要求。

劉壽寶認為無人機融合智能算法，可以在精細化巡檢實時檢測發現異常情況后一鍵生成巡檢報告，AI智能識別必將成為未來的一個發展趨勢。

他認為目前的電力巡檢仍存在自動化、智能程度低，設備利用不合理，缺乏業務協同、數據交互機制等缺陷。針對這些缺陷，劉守寶認為當下行業巡檢的需求是制定、執行周期性的巡檢計劃，快速生成并同步巡檢成果，并將統計的資源和成果可視化呈現。

接著劉壽寶詳細介紹了普宙自家的無人智能巡檢系統，他說普宙的自主智能巡檢系統以自主飛行平臺為基礎，結合自動航線構建、三維點云生成、高精度RTK飛行、AI智能識別和巡檢報告生成等技術，綜合完成自動化、智能化巡檢作業，并從數據采集到處理，從發現到消除缺陷，逐步形成一個相對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中的四種產品，分別為小型無人機、中型旋翼無人機、無人直升機和重型無人機。這四款機型形態各異，特點也各有不同。

▲普宙自主研制飛行平臺中的四種產品

此外，普宙也具備一個較完善的智能巡檢系統流程，從三維數字化通道構建到精細化航線規劃，再到一鍵生成巡檢報告，實現精細化、高效率的智能運作。

接著，劉壽寶繼續說，在電網缺陷智能識別方面，普宙還有一個自己的AI開放平臺——飛盟平臺。

飛盟平臺主要包括兩個設備：一個是主處理集成芯片，另一個是機載AI邊緣設備?；谟嬎銠C視覺，多傳感器融合，全棧式的人工智能解決方案，無人機巡檢可以具備目標智能跟隨、航跡規避、3D視覺避障、AI缺陷識別、精準懸停、360度全景拼接等功能。

劉壽寶說，基于機載AI平臺，普宙可以開發一些電網器件監測及缺陷識別技術方案，通過深度學習器件識別模型定位到巡檢器件，使用變倍云臺對器件部位進行鎖定變倍跟蹤，得到大比例清晰圖像從而進行缺陷精準識別。

在現場，劉壽寶還以動圖的形式展示了普宙30X變焦云臺在1公里外監控的效果以及局部精細化巡視的效果。

▲普宙30X變焦云臺局部精細化巡視效果

三、 “新兵”發力讓無人機“開眼看世界”

元橡科技是一家專注雙目視覺領域的技術企業，具有自主研發的雙目立體視覺芯片，涉足車載、機器人、無人機等不同領域。

元橡科技聯合創始人、CTO任杰在此次論壇中主要聚焦多種形態的無人機視覺技術，展示了無人機3D視覺感知、雙目立體視覺技術，以及元橡科技在這些方面的最新進展。

▲元橡科技聯合創始人、CTO任杰

任杰說，元橡一直在發力立體視覺領域，并在這一方面有了一定積累，但面對無人機領域還只能算是行業的“新兵”，因此元橡也一直在想如何將立體視覺領域最新的技術成果應用到無人機發展的趨勢中。

任杰認為，在無人機的拍攝領域，無人機頭部廠商已經在4K高清分辨率、畫質、防抖等方面做得很好了。元橡則更想接力下一個階段，他認為面對無人機的未來，元橡更希望無人機能具備更好的感知力和運動控制能力，讓無人機能夠“開眼看清世界”，能夠自主避障。

雙目立體視覺是機器視覺的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置偏差，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，元橡未來的重點之一是想要在無人機身上搭載多個雙目視覺傳感器，這樣一來，即使是無人機在室內、山區等信號不好的地方也能實現對障礙物以及標志物的感知。

針對這一想法，任杰認為目前的無人機行業在測地高度和自主避障方面仍存在缺陷，無人機的自主性差，仍需“飛手”操作是限制無人機發展的一大難題。而相較于傳統的紅外、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、普遍適用等優勢能極大減輕以上難題。

▲無人機感知模塊對比

任杰舉例說，目前我們知道的NASA發射到火星上的無人機，以及大疆的無人機都已經將立體視覺引入各種應用。元橡目前已經將雙目立體視覺模塊注入汽車、機器人領域，未來也將在無人機領域發力。

四、“邊云端”協同運作實現智能巡檢

最后一位出場的御航智能科技聯合創始人、技術總監吳合風，他聚焦AI處理系統的創新和應用，對電力行業無人機的應用做了分享。

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

▲御航智能科技聯合創始人、技術總監吳合風

吳合風認為，電力巡檢發展至今可以分為三個階段，包括：人巡時代、機巡時代和智巡時代。人巡時代就是依靠巡檢工人在高空作業才能實現電力檢測，機巡時代則需要大量有經驗的“飛手”操縱無人機進行巡檢照片的拍照，目前很多供電公司、電網公司都會以這種機巡的方式進行平常的巡檢。

隨著技術的發展，機巡已經無法滿足人們對電力檢測的要求，智巡時代逐漸發展。在智巡時代會建立三維點云的模型，通過這些模型業內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，就能規劃飛機針對具體的點位完成自主飛行，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識別模塊、目標及缺陷識別服務平臺、自學習訓練服務平臺、巡檢管控服務平臺以及人巡終端。

基于這樣的一套方案流程，御航打造了一個“邊云端”的產品體系，通過邊緣AI模塊、AI云平臺以及處理控制終端協同運作，實現智能巡檢。

▲“邊云端”產品體系

結語：視覺技術成無人機自主巡檢重要發力點

從手機拍照到無人機“滿天飛”，從人工爬上電線桿檢測故障到無人機自主檢測并實時傳輸數據生成統計圖，無人機在消費、工業等領域的使用都越來越普遍，因而無論是個人還是廠商對無人機技術的要求也越來越高。

導航避障、路徑規劃、定高功能等成為了無人機智能化不可避免的一環，因此將更先進的視覺技術引入無人機也順理成章成為了無人機發展新趨勢。我們期待有一天無人機可以自主完成全套工業檢測，在維護工人生命安全、避免無人機操作故障的同時，提高無人機在工業、農業、服務業各大領域的使用效率。

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