NVIDIA Jetson 加速边缘计算,助力土星视界打造业内首款机载式声纹相机 AC910

by 英伟达中国

南京土星视界科技有限公司是一家能源电力人工智能公司。致力于为电力、能源等垂直行业提供一体化的人工智能技术支撑平台与行业解决方案,融合前沿的人工智能技术为行业用户提供更为智能、创新、高效、便捷技术方案与应用场景,解决传统业务领域的痛点,致力于成为电力等垂直行业的数据大脑与智慧中枢。倾力打造输变电智能缺陷检测、输电线路通道可视化、核电站水冷系统智能监控、工业智能声纹相机等 AI 软、硬件产品。

土星视界 AC910 搭载 NVIDIA Jetson 平台

土星视界研发的业内首款机载式声纹相机 AC910 是一个面向电力行业输电和配电场景,应用机载式声纹相机进行电力传输线路局部放电定位检测的专用分析设备。

通过 NVIDIA Jetson 平台,机载式声纹相机 AC910 实现了从信号处理、特征提取、模型训练到噪声抑制、定位识别、放电类型识别的全流程处理,研制了全球行业内首款无人机加载的声纹相机,填补了行业空白。

声纹检测识别面临数据处理挑战

目前输电和配电网络中避雷器、绝缘子等线路部件的局部放电检测方法主要是采用人工现场观察,辅助红外、紫外成像或者声纹成像等技术手段进行检测。

红外成像检测方式需要采集的数据量大,且需要进行大量复杂的后处理才能达到检测效果。紫外检测虽然精度挺高,但是成本较高,且只能观察部件表面的局部放电,不能检测内部放电。声纹成像技术由于成本低、操作简便、识别率高,已经变成输电、配电线路巡检不可或缺的一种技术手段。

目前的声纹检测设备主要采用人工手持式,通过人员在地面操作手持式声纹相机设备进行检测和问题数据采集,但是针对湖泊、森林、高山等环境较为复杂的地区,通过地面往往很难到达检测现场,或者即使到了现场,受限于现场的遮挡物、检测角度等限制,携带手持式声纹相机很难进行正常的检测。

土星视界结合输电线路局放检测的现状和实际需求,基于无人机线路精细化巡检场景,研究基于非接触式远距离智能超声波声纹识别技术的线路异常放电检测关键技术,完成了机载式声纹相机 AC910 的研制。

设备根据多通道声学定位算法与人工智能声纹特征提取算法,具备非接触式的局放故障定位与模式诊断能力,从而区别不同的异常放电模式。设备可基于无人机挂载,用于输电线路和配电线路无人机精细化巡检,从而极大的提高线路局部放电检测的效率与覆盖率,及时识别局放故障隐患,自动分析及报警,减少局放故障和经济损失。机载式声纹相机研制过程,为了克服无人机在飞行过程带来的噪音干扰,需要对采集的声音阵列原始语音数据进行复杂的降噪处理,数据处理过程非常耗费计算资源,采用 NVIDIA Jetson 平台提供的边缘算力很好的解决了研制过程遇到的计算量大、数据处理复杂的难题。

NVIDIA Jetson Xavier NX 加速机载式 AC910 数据处理

机载式 AC910 采用高通道数、高采样率的声纹阵列采集大量声音数据,结合土星特有的定位算法,进行故障声源的定位,生成实时热力图、局放图和时频图。这些高密度数据的计算通过使用 NVIDIA Jetson Xavier NX 的 CUDA 强大并行计算的能力,很好地实现了预期的功能。

机载式 AC910 需要将声纹热力图、局放图等特征图谱与摄像头拍摄的视频进行叠加后,在遥控器上显示。这中间需要经历 H.264 视频的解码和再编码的过程,对视频编解码能力提出了很高要求。NVIDIA Jetson Xavier NX 提供了强大的多媒体硬件编解码能力,通过使用大量硬件对编解码进行加速,占用了很少的 CPU 资源,高效地实现了视频处理功能。

设备运行中涉及大量并行计算及视频编解码过程,极度耗费 GPU/CPU 资源,GPU/CPU 的功耗大小又会对设备散热效果造成影响。NVIDIA Jetson Xavier NX 的硬件加速功能有效降低了 AC910 的整体功耗,对声纹算法进行了优化,使算法发挥了更大优势。

NVIDIA 赋能土星视界打造垂直行业智慧中枢

使用了 NVIDIA Jetson 平台,极大地提升了声纹相机的信号处理和声源定位的数据处理速度,进一步提升了产品的用户体验,为扩展到石化、交通等其他业务打好了良好的基础。

在电力行业输电、变电和配电等巡检业务场景中,应用土星研制的声纹相机可以准确、快速、便捷的发现局放和气体泄漏之类的故障,设备支持一键出报告的功能,方便将用户的巡检结果一键导入和出报告,大大提升了巡检效率。尤其在输电和配电的输电线路巡检中,一台机载式声纹相机可以轻松地在 2 个小时的时间内完成往常需要人工 1 个礼拜的巡检工作,大大提升了输电线路巡检的效率。

机载式声纹相机 AC910 在电力行业输电、配电线路巡检中应用前景广阔,后续在 NVIDIA Jetson 平台的持续赋能下,公司将持续不断的推出优化迭代的后续产品,继续在检测距离、识别效果等环节持续提升性能,为持续提升电力输电线路巡检效率持续贡献力量,土星视界创始人兼 CEO 陈双辉表示。

NVIDIA初创加速计划

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