案例簡介

本案例中，歐卡智舶在無人船系統(tǒng)中搭載了多種傳感器，并選擇了 NVIDIA Jetson 系列產(chǎn)品作為邊緣計算硬件。該硬件支持多種信號傳輸和高質(zhì)量的算力，并結(jié)合 GPU、TensorRT 和 CUDA 進(jìn)行實時數(shù)據(jù)處理和感知算法部署，以實現(xiàn)水面環(huán)境感知和路徑規(guī)劃。

垂直水面無人駕駛技術(shù)，攻破核心問題

歐卡智舶自成立之初就將研發(fā)重心放在水面智能化與自主化技術(shù)，從自研的核心硬件模塊、軟件平臺到水面自動駕駛算法，實現(xiàn)了水面場景的全方位感知、自主決策與路徑規(guī)劃、信號遮擋等不同工況下的精準(zhǔn)自主定位，以及復(fù)雜水況下的自適應(yīng)控制。歐卡智舶的無人船產(chǎn)品搭載 NVIDIA Jetson 嵌入式系統(tǒng)，讓無人船能夠?qū)崟r地進(jìn)行自主感知和自主控制，根據(jù)用戶需求自主執(zhí)行水面作業(yè)任務(wù)。

歐卡智舶智舶系統(tǒng) OASIS——自動泊船

歐卡智舶還構(gòu)建了水面自動駕駛數(shù)據(jù) AI 引擎，已積累數(shù)據(jù)量數(shù)千萬條，形成了數(shù)據(jù)全流程高效閉環(huán)。在 NVIDIA 高性能 GPU 的加持下，將海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化處理，數(shù)據(jù)的閉環(huán)助力水面智能化和自主化技術(shù)持續(xù)迭代。

懷揣美好愿景，研發(fā)三大系列

六款無人船產(chǎn)品和智舶系統(tǒng)

歐卡智舶自成立以來，始終堅持“無人駕駛，讓水域更美好”的愿景，致力于水面自動駕駛技術(shù)的研發(fā)，形成無人駕駛環(huán)保船、自動駕駛游船、智舶系統(tǒng)三大行業(yè)應(yīng)用。同時歐卡智舶是目前擁有行業(yè)水面無人駕駛里程數(shù)和水面無人駕駛樣本集的國家級高新技術(shù)企業(yè)。

水面自動駕駛的全新挑戰(zhàn)

隨著自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，自動駕駛場景逐漸由路面擴展至水上。不同于路面場景，水面場景對自動駕駛算法有著新的挑戰(zhàn)，例如水浪的搖晃、橋下復(fù)雜的通航區(qū)域、水面信號反射等，這些都對水面自動駕駛算法中環(huán)境感知的精度和魯棒性提出了新的要求。

歐卡智舶輔助駕駛系統(tǒng)——碰撞預(yù)警

為了實現(xiàn)安全可靠的水面自主感知，歐卡智舶在無人船系統(tǒng)中搭載了豐富的傳感器，包括相機、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、慣性測量單元和全球定位系統(tǒng)，幫助無人船在復(fù)雜的水面場景中進(jìn)行有效地自主航行。多種傳感器配置使得歐卡智舶對無人船端的邊緣計算平臺有著更高的要求。因此歐卡智舶需要尋找一種邊緣計算平臺，用于無人船傳感器數(shù)據(jù)的實時處理和水面自動駕駛算法的部署。

最終歐卡智舶選擇使用 NVIDIA 的 Jetson 系列產(chǎn)品作為無人船的邊緣計算硬件。NVIDIA 的 Jetson 系列產(chǎn)品提供了豐富的硬件接口，能夠支持多種硬件信號的傳輸通信。同時其計算芯片包含了 CPU 和 GPU，能夠為無人船算法部署提供高質(zhì)量的算力支持。在感知算法層面，歐卡智舶使用 GPU 和 TensorRT進(jìn)行 AI 視覺模型的邊緣推理，使用 CUDA 進(jìn)行毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)點云的信號處理，輸出水面環(huán)境感知結(jié)果，并由下游的規(guī)劃模塊對無人船進(jìn)行路徑規(guī)劃。同時 NVIDIA 豐富的軟件生態(tài)（如 CUDA）能為傳感器數(shù)據(jù)并行化操作提供有效的計算加速。

歐卡智舶 SMURF 鯨靈在新加坡水域執(zhí)行巡檢清潔任務(wù)

在選擇 NVIDIA 的產(chǎn)品生態(tài)來提供支持后，歐卡智舶充分利用了 NVIDIA GPU 和軟件解決方案的多樣性和強大性能，以滿足其無人船技術(shù)需求，并提供穩(wěn)定高效的計算能力。

具體來說，歐卡智舶采用了以下 NVIDIA 產(chǎn)品：

NVIDIA Jetson Orin Nano 和 Jetson Orin NX：這兩款 AI 模組部署在無人船端，負(fù)責(zé)邊緣計算，能夠為傳感器的實時信息處理和無人船的自主控制計算提供高質(zhì)量的算力支持。通過這些模組，無人船能夠快速處理傳感器數(shù)據(jù)，并實時響應(yīng)，從而實現(xiàn)高精度導(dǎo)航和操作。

NVIDIA CUDA：通過 CUDA 并行計算加速技術(shù)，歐卡智舶能夠有效地處理海量的并行計算操作，特別是在無人船傳感器數(shù)據(jù)的并行化計算上。相比傳統(tǒng)的純 CPU 運行，CUDA 加速使得無人船傳感器數(shù)據(jù)的實時處理速度得到顯著提升，從而保證了無人船自主系統(tǒng)的實時性。

NVIDIA V100：部署在服務(wù)器端的 NVIDIA V100 用于水面自動駕駛數(shù)據(jù) AI 引擎的自主迭代。利用 V100 的高性能算力，歐卡智舶能夠?qū)偃f級別的數(shù)據(jù)喂入 AI 模型，進(jìn)行快速訓(xùn)練，從而使得 AI 模型具備更高的精度和魯棒性。

NVIDIA TensorRT：通過 TensorRT 推理框架，無人船端部署的 AI 模型能夠進(jìn)行高速推理。經(jīng)過 INT8 量化后，AI 模型在無人船端的推理時間縮短至 20ms，有效地提升了無人船感知系統(tǒng)的實時性。

在具體業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中，NVIDIA 的計算平臺發(fā)揮了重要作用。例如，通過 NVIDIA Jetson Orin Nano 和 Jetson Orin NX，無人船能夠?qū)崟r處理傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自主導(dǎo)航和操作；通過 NVIDIA CUDA，提高了數(shù)據(jù)處理速度，保證了無人船自主系統(tǒng)的實時性；通過 NVIDIA V100，加快了 AI 模型的訓(xùn)練速度，提高了模型的精度和魯棒性；通過 NVIDIA TensorRT，縮短了 AI 模型的推理時間，提升了無人船感知系統(tǒng)的實時性。

在效用方面，NVIDIA 的計算平臺為歐卡智舶帶來了顯著的優(yōu)勢。例如，在效率提升方面，通過 CUDA 加速，數(shù)據(jù)處理速度得到顯著提升，從而提高了無人船的運行效率；在時間節(jié)省方面，通過 TensorRT 推理框架，AI 模型的推理時間縮短至 20ms，大大提高了無人船的響應(yīng)速度；在技術(shù)優(yōu)勢的構(gòu)建方面，通過 NVIDIA V100 的高性能算力，AI 模型具備更高的精度和魯棒性，從而提高了無人船的算法精度。

應(yīng)用 NVIDIA 產(chǎn)品生態(tài)解決核心算力問題

“作為民用無人船獨角獸企業(yè)，歐卡智舶的無人船產(chǎn)品目前在 10 個國家的 120 片水域無監(jiān)督航行里程數(shù)達(dá)到了 65 萬公里，穩(wěn)定高效的算力是我們得以快速成長的核心要素，”歐卡智舶算法總監(jiān)王培棟表示，“NVIDIA 的產(chǎn)品生態(tài)非常出色地幫我們解決了算力問題。一方面 NVIDIA 有很豐富的邊緣計算產(chǎn)品配置，我們能夠自由地為我們的無人船產(chǎn)品配備合適的算力芯片；另一方面 NVIDIA 豐富的軟件生態(tài)也為我們算法的實際部署提供了極大的便利，加速無人船產(chǎn)品研發(fā)的落地?！?/p>

審核編輯：劉清