隨著人工智能的普及和滲透,“無人”的場(chǎng)景越來越豐富,無人超市、無人車、無人機(jī)等已經(jīng)融入我們的生活。
乘著這股熱浪,華為云攜手上海交通大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新中心舉辦了華為云人工智能大賽——無人車挑戰(zhàn)杯。而此次大賽用的正是華為云人工智能平臺(tái):華為云一站式AI開發(fā)平臺(tái)ModelArts和視覺AI應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)Huawei HiLens(以下簡稱HiLens),無人車的設(shè)計(jì)由上海交通大學(xué)提供,旨為全面鍛煉和提高賽隊(duì)的AI解決方案能力及無人駕駛編程技巧。然而,無人車是怎么搭載華為云HiLens實(shí)現(xiàn)智能行駛的呢?下面就來解密這背后的黑科技。
ModelArts與HiLens是什么關(guān)系?
Modelarts是云側(cè)面向AI開發(fā)者的一站式開發(fā)平臺(tái),提供數(shù)據(jù)預(yù)處理、半自動(dòng)化標(biāo)注、大規(guī)模分布式訓(xùn)練、自動(dòng)化模型生成等能力。而HiLens是一站式AI應(yīng)用開發(fā)、分發(fā)、部署的端云協(xié)同管理平臺(tái),并提供開放的AI技能市場(chǎng),支持海量設(shè)備管理、動(dòng)態(tài)應(yīng)用部署、在線訓(xùn)練、端側(cè)模型優(yōu)化等端云協(xié)同能力。既然是端云協(xié)同,少不了端側(cè)設(shè)備,隨著HiLens平臺(tái)發(fā)布的同時(shí),華為還發(fā)布了一款具備AI推理能力的攝像機(jī)——HiLens Kit,構(gòu)建“云-端-芯”的人工智能生態(tài)。參賽者在Modelarts平臺(tái)訓(xùn)練好模型,再將模型導(dǎo)入HiLens平臺(tái)進(jìn)行技能開發(fā),然后一鍵式部署到HiLens Kit推理,實(shí)現(xiàn)“云-邊-端”一體化流程,大大提高開發(fā)效率。
對(duì)于開發(fā)者來說,模型部署到端側(cè)設(shè)備,需要考慮的不僅是芯片(CPU/GPU)、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬和穩(wěn)定性等各種設(shè)備規(guī)格在內(nèi)的開發(fā)問題,海量設(shè)備管理和維護(hù)的問題,還有業(yè)務(wù)和安全的問題。而HiLens平臺(tái)和設(shè)備的出現(xiàn),提供了一套完整可靠的全棧端云協(xié)同解決方案。在無人車中,HiLens Kit主要提供AI分析和ROS控制的能力,實(shí)現(xiàn)小車基于深度學(xué)習(xí)算法模擬實(shí)際場(chǎng)景的識(shí)別和控制。
無人車搭載華為云HiLens帶來哪些優(yōu)勢(shì)?
1. 端云協(xié)同
開發(fā)者可基于華為ModelArts AI開發(fā)平臺(tái)訓(xùn)練算法模型,通過HiLens平臺(tái)做技能開發(fā)并部署到HiLens Kit推理。在本次大賽中,參賽者運(yùn)用華為云ModelArts平臺(tái)訓(xùn)練好各類算法模型,然后把模型導(dǎo)入HiLens平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯編寫,完成技能開發(fā),并將技能一鍵式部署到HiLens Kit,快速實(shí)現(xiàn)紅綠燈識(shí)別、行人避障、線路識(shí)別、目標(biāo)跟隨等自動(dòng)駕駛功能。
對(duì)于參賽者來說,只需簡單四步:創(chuàng)建模型、導(dǎo)入模型、創(chuàng)建技能、部署技能,最快10分鐘即可定制符合交通場(chǎng)景需求的技能,并部署到任意已注冊(cè)的端側(cè)設(shè)備運(yùn)行,后期還能通過HiLens技能管理平臺(tái)一鍵實(shí)現(xiàn)端側(cè)設(shè)備的技能升級(jí)和卸載。這樣實(shí)現(xiàn)了從云到端的一體化,降低了參賽者訓(xùn)練時(shí)間和算法移植成本,提高了效率。
2.端側(cè)設(shè)備HiLens Kit
這是為HiLens平臺(tái)打造的一款支持推理的智能攝像頭,專用于開發(fā)者做端云協(xié)同的視覺應(yīng)用開發(fā)。(1)超強(qiáng)的算力,內(nèi)置華為自研Ascend 310 AI芯片(16TOPS INT8 算力),可以實(shí)現(xiàn)1秒百幀的處理能力,毫秒級(jí)人臉檢測(cè);超強(qiáng)處理能力可同時(shí)支持高達(dá)16路1080P視頻分析;同時(shí),內(nèi)置輕量級(jí)容器,具備資源占用少、降低網(wǎng)絡(luò)帶寬、下載啟動(dòng)時(shí)間快等特性。讓參賽者任性的開發(fā)更多復(fù)雜交通場(chǎng)景的算法而不用擔(dān)心內(nèi)存和算力的限制。(2)豐富的接口,包括USB接口、視頻接口、音頻接口、網(wǎng)口、WIFI、SD卡等提供了開發(fā)的便利,實(shí)現(xiàn)多模態(tài)交互。(3)可靠的管理,HiLens提供的端云連接持續(xù)可靠的通信組件,使端側(cè)設(shè)備對(duì)于與云側(cè)僅有間歇性連接或者無連接的場(chǎng)景,也具備制定決策的能力,在未連接網(wǎng)絡(luò)的情況下也能保持設(shè)備狀態(tài)。
3.內(nèi)置技能開發(fā)框架Skill Framework
為了簡化技能開發(fā)流程,HiLens提供了自研端側(cè)技能開發(fā)框架Skill Framework,通過封裝底層接口、實(shí)現(xiàn)常用的管理功能,讓參賽者可以在Huawei HiLens管理控制臺(tái)上方便的開發(fā)Skill,培育AI生態(tài)。具體如下:
(1)提供易用的開發(fā)組件,Skill Framework封裝了視頻分析算法的基礎(chǔ)組件,如底層多媒體處理庫(攝像頭/麥克風(fēng)驅(qū)動(dòng)模塊Media_mini)、Ascend 310芯片相關(guān)的圖像處理庫(DVPP)和模型管理庫(ModelManager)等,提供了技能推理平臺(tái)、視頻管理、外部接口管理等能力,開發(fā)者只需少量代碼即可開發(fā)自己的技能。
(2)結(jié)合芯片性能優(yōu)化,針對(duì)AI算法中比較耗時(shí)的計(jì)算單元,結(jié)合海思芯片架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,內(nèi)置NPU專用硬件加速單元,與CPU處理AI運(yùn)算相比,擁有約50倍能效和25倍性能優(yōu)勢(shì),使計(jì)算性能得到極大提升。
(3)技能移植,在HiLens平臺(tái)上開發(fā)的Skill可以運(yùn)行到任何基于華為海思芯片的設(shè)備上。因底層封裝了系統(tǒng)平臺(tái)適配層,且基于HiAI Engine自適配底層芯片,可無縫對(duì)接端側(cè)設(shè)備,讓開發(fā)者無需操心底層硬件的適配和系統(tǒng)平臺(tái)的兼容問題,使開發(fā)更容易上手。
(4)提供Python和C++接口,同時(shí)支持兩種語言接口,參賽者可根據(jù)場(chǎng)景和開發(fā)習(xí)慣使用不同語言的接口。
4. 在線更新技能
訓(xùn)練并開發(fā)后的技能可遠(yuǎn)程下載發(fā)布,使比賽更具有實(shí)時(shí)性。HiLens管理平臺(tái)提供技能管理功能,包括技能部署、停止和卸載,開發(fā)者優(yōu)化后的技能,可在平臺(tái)一鍵式部署更新,高效而快速,避免了傳統(tǒng)的算法更新依賴固件更新周期長成本高的限制。
5. 自動(dòng)模型轉(zhuǎn)換
云側(cè)開發(fā)框架豐富多樣,開發(fā)者可根據(jù)喜好選擇TensorFlow、MXNet、Caffe等,然后將訓(xùn)練好的模型導(dǎo)入HiLens平臺(tái)通過模型轉(zhuǎn)換功能,能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換成適配端側(cè)昇騰310芯片的OM框架模型,而參賽者只需提供三個(gè)文件:原始模型文件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)文件和轉(zhuǎn)換文件.cfg(cfg需參賽者簡單配置參數(shù)生成),這樣參賽者不用有云側(cè)框架與端側(cè)設(shè)備不兼容的顧慮,從而降低學(xué)習(xí)成本。
6. 自動(dòng)數(shù)據(jù)采集
參賽者可利用HiLens Kit實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集并上傳到云端進(jìn)行訓(xùn)練。為了更好的優(yōu)化模型,少不了成千上萬的真實(shí)數(shù)據(jù),而開發(fā)者可通過HiLens Kit快速而實(shí)時(shí)地采集實(shí)際場(chǎng)景的數(shù)據(jù),例如紅綠燈識(shí)別照片和視頻、路線照片等,傳回云側(cè)利用Modelarts針對(duì)性訓(xùn)練,提高模型精度,同時(shí)極大降低數(shù)據(jù)采集時(shí)間,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線自動(dòng)學(xué)習(xí)與更新。
另外,Huawei HiLens也提供具有豐富技能的技能市場(chǎng),可以讓開發(fā)者將自己開發(fā)好的技能一鍵發(fā)布到技能市場(chǎng)供其他人使用、購買。同時(shí),華為也將在技能市場(chǎng)發(fā)布多項(xiàng)技能,針對(duì)家庭、園區(qū)、車載等不同場(chǎng)景,覆蓋物體檢測(cè)、動(dòng)作識(shí)別、語音識(shí)別等多種應(yīng)用,供開發(fā)者和企業(yè)使用。為的就是打造一個(gè)全民用AI會(huì)AI的生態(tài)。
基于HiLens獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)和能力,無人車挑戰(zhàn)杯的參賽者可以結(jié)合“云-端-芯”的場(chǎng)景挖掘和探索更多復(fù)雜的場(chǎng)景,智行天下,為我們的生活帶來更多的便利。未來,是智能的世界,人們對(duì)人工智能在不同行業(yè)和領(lǐng)域的探索也會(huì)越來越深入、越來越緊密,而Huawei HiLens給視覺AI領(lǐng)域提供了最可靠的端云協(xié)同能力和最高效的AI應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。
日前,無人車挑戰(zhàn)杯初賽剛剛結(jié)束,全國十強(qiáng)戰(zhàn)隊(duì)已經(jīng)產(chǎn)生,選手們將前往上海,在即將舉辦的2019華為全聯(lián)接大會(huì)上一決雌雄,現(xiàn)在售票通道已開放,登錄大會(huì)官網(wǎng)即可在線購票,歡迎現(xiàn)場(chǎng)觀戰(zhàn),一起見證無人車大賽的決賽過程。
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