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为无人机装上AI心:百度飞桨助力普宙开发森林巡检自主飞行平台
发布日期:2020-07-17T10:14:13.000+0000 浏览量:37753次

案例简介

森林巡检是森林管理工作重要环节之一,在火情预防监测、森林资源监控等方面发挥着关键作用,但传统人工巡检效率低下 的缺点也显而易见,如若发现延迟,很可能对森林资源造成不可逆的损失和后果。随着技术的发展完善和落地应用,科技开 始代替传统人工在森林巡检上发挥重要作用。

 

在森林巡检上积累了丰富经验的普宙飞行器精益求精,选择百度飞桨作为搭档,基于百度飞桨深度学习技术 PaddleSeg 和 PaddleDetection,专门为森林巡检行业定制开发了一款无人机自主飞行平台,通过应用管理平台 GDU Flight MS,让无人机实现了大范围森林的自主巡逻、火情监测、非法入侵、森林树木砍伐监测等功能。

 

场景分析 

人工巡检

目前,国内外森林局大部分仍将人工巡检作为主要方式,因而面临着诸多难题。

人工巡检防火灭火的痛点

  • 工作强度大,巡检效率低。
  • 巡检人员人身安全难以得到保障。
  • 传统瞭望无法掌握全局,不能及时观察火势走向。
  • 传统灭火方式需要现场协调,拖延灭火进度,容易酿成大火。
  • 卫星对森林资源的信息获取,由于获取周期长、时效性差,无法提前识别火点,也无法实现实时监控。

传统无人机巡检

这些痛点很大程度上都可以被无人机智能巡检解决。无人机智能巡检功效可以用 6 个字来概括:详、尽、全、快、准、稳。 简单来说,就是无人机巡检森林不仅速度快、效率高、代价小,而且准确性高、覆盖范围广、危险性低、稳定性好。

传统无人机巡检防火灭火的优势
  • 无人机搭载变焦相机,可在距地 300~1000 米高度对地面火场实时监测预警。
  • 多旋翼无人机对起飞场地要求低,无须巡检人员爬山作业。
  • 搭载热红外相机,可以及时发现初始火点,提前预警。
  • 无人机定点悬停,可全局观察火情。
  • 4G 云平台指挥系统,没有距离限制。

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四旋翼无人机

 

飞桨 + 无人机巡检

虽然小有成就,但巡检无人机在各领域的落地仍处于探索和普及阶段,想要更大规模的商用还需要解决不少问题, 其中最重要的就是技术突破。技术是推动产品落地的基础,只有不断升级,才能带来更好的应用体验。

飞桨推动了普宙无人机在产业智能化上的进程,得益于飞桨深度学习技术的赋能,普宙无人机形成产品绝对优势。 例如,可识别多达 30 种目标,拥有夜间监测、远程测温、智能巡逻以及快速选择并自动跟踪移动目标功能等。目前,飞桨已在普宙的 8 大行业、17 个场景落地应用,并走出国门、落地东南亚 155 个森林公安分局。

 

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 红外全天候非法入侵目标检测识别

 

技术方案

综合对比多个国内外深度学习框架和平台,普宙选择了百度飞桨。飞桨在产业实践方面有较好的支持,不仅开源了 真实业务场景下大规模数据训练过的模型,还推出了零门槛 AI 开发平台 EasyDL,加快了 AI 技术在实际业务中的迭 代速度,能更好地解决普宙的实际业务问题。

无人机应用管理平台

普宙基于飞桨 PaddleSeg 技术开发的无人机应用管理平 台 GDU Flight MS,能够实现森林区域的高精度实景拼 图、智能语义分割分析等功能,通过对不同巡检时间的 森林实景图像进行语义分析和人工智能对比,实现了智 能分析森林植被变化情况,包括建筑工地、农田、原始 森林、人工森林的资源变化情况,辅助森林局对非法伐 木行为及时制止,从而保护森林资源。

 

基于飞桨语义分割的森林植被分析

 

森林自主巡检和火情监测

基于PaddleDetection技术实现了大范围森林自主巡检和火情监测。PaddleDetection是基于飞桨开发的目标检测开发套件,性能优越、易于部署,而且能够灵活的满足算法研究的需求。该技术的模型中使用的核心算子均通过C++CUDA实现,同时基于PaddlePaddle的高性能推理引擎可以方便地部署在多种硬件平台上;通过模块化设计来解耦各个组件,基于配置文件可以轻松地搭建各种检测模型。除了大幅度提升巡检效率和范围之外,普宙还结合百度PaddleDetection技术进行烟雾火点检测,实现了大范围森林的火情监测,一旦发现火情,将向控制中心发出警报,辅助森林局第一时间联动其他机构控制火情。

 

 

基于飞桨目标检测的火情监测

 

 

 

上线效果

相比过去的人工巡检,这套系统效率提高 200%,巡检范围也从之前的 40% 提升至 100% 全范围覆盖,召回率由原 来的 75.64% 提升到 90%,准确率从原来的 69.58% 提升至 91.6%。

 

案例企业简介

普宙飞行器科技 ( 深圳 ) 有限公司(GDU)是一家专注于研发,生产和销售无人机的高科技企业,公司在无人机飞 行控制,图像稳定,动力系统设计,红外图像技术方面拥有多年的积淀,为无人机产品技术的持续研发和无人机应 用的不断完善提供坚实后盾。侧重于消费市场,同步服务于电力、石油、消防、安防、森林防火、救援、环保、农业、 地质和测绘等领域,打造具有专业级解决方案的无人飞行器系统。