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征戰終局:VDL 機器人賽事導入研揚 BOXER-8651AI 迎戰 2024 機器人世界盃

RoboCup 是一項年度盛事,融合了科技協作與運動精神,自 1997 年首次舉辦以來,成為激發並展示自動化機器人創新成果的平台,主題圍繞全球最受歡迎的運動—足球。VDL Robot Sports 是由荷蘭恩荷芬地區多家高科技企業專業人士組成的開放式團隊,長期參與 RoboCup 中型機器人聯盟(MSL)的比賽,並多次派出自動化機器人系統參賽。

在 2022 年葡萄牙與 2023 年法國舉行的 RoboCup 中,VDL Robot Sports 使用了搭載 NVIDIA® Jetson Xavier™ NX 的 AAEON BOXER-8251AI 作為平台。來到 2024 年於荷蘭舉辦的比賽,VDL Robot Sports 決定升級系統,選擇了研揚的 BOXER-8651AI,運用邊緣運算解決方案系列中的最新技術,進一步提升團隊表現。

克服開發挑戰

打造一支由五個自主機器人組成的「球隊」,能在快速變化的比賽環境中協同作戰,面臨諸多挑戰。這些機器人需要即時處理多種來源數據,並根據戰術需求在瞬間做出決策。因此,VDL Robot Sports 需要具備多種介面的系統來連接感測器、攝影機和執行器,收集數據並進行運算。此外,系統還需能夠運行 NVIDIA JetPack™ 等 AI 軟體框架,來進行目標識別和任務執行。

除了技術層面,系統的環境適應性同樣關鍵。機器人需應對快速全方位移動,這要求所選系統既能承受劇烈運動,又要足夠輕巧,以確保靈活操作。

BOXER-8651AI - VDL 的場上奇兵

智慧核心推手:NVIDIA® Jetson Orin NX 的強大推理能力

在滿足 VDL Robot Sports 自主機器人系統需求方面,研揚的 BOXER-8651AI 表現出色。搭載 NVIDIA® Jetson Orin NX 的 BOXER-8651AI,憑藉 NVIDIA Ampere GPU,擁有 1024 個 CUDA® 核心和 32 個 Tensor 核心,提供卓越的 AI 推理能力。此外,系統支援 NVIDIA JetPack™ 開發套件,讓 VDL Robot Sports 的工程師可優化 AI 模型性能,包括透過 TensorRT 進行高效能深度學習推理以及 CUDA 並行運算。

團隊採用 YOLOv5 模型並進行遷移學習,取得了高準確率,隨後將其轉換為 ONNX 格式,並透過 NVIDIA TensorRT 進行優化。這讓機器人能夠完成視覺識別任務,如偵測並追蹤足球、辨別隊友與對手機器人以及識別球門。

這些 AI 模型和算法被整合至機器人軟體中,感測器數據經過分析後,再決定機器人的即時行動。BOXER-8651AI 的 NVIDIA® Jetson Orin NX,以其強大的 GPU,為團隊的 AI 模型提供高速推理,降低了機器人執行複雜視覺與戰術任務時的延遲。

全場攻防核心:BOXER-8651AI 的多元通訊介面

為了連接攝影機以及管理各種感測器和執行器的 MCU,VDL Robot Sports 的自主機器人系統充分利用了 BOXER-8651AI 所提供的多種介面。

機器人運行的關鍵在於 BOXER-8651AI 的雙 USB 3.2 Gen 2 接口,透過這些介面整合了立體攝影機,該攝影機負責獲取視覺數據,並在地圖構建和障礙物偵測中發揮重要作用。

此外,乙太網路介面用於與控制各種感測器與執行器的其他 MCU 進行通訊。

在場上,雖然 VDL Robot Sports 相信他們的機器人能完成任務,但在任何團隊運動中,溝通都是成功的關鍵。因此,團隊使用了 BOXER-8651AI 的 M.2 2230 E-Key 插槽進行 Wi-Fi 擴充,實現機器人與場邊教練之間的即時通訊。

穩固防線:緊湊且耐環境的硬體設計

BOXER-8651AI 的環境適應性、緊湊輕巧的設計,特別適合安裝於 VDL Robot Sports 的自主機器人系統,無論在尺寸限制還是應對比賽中的劇烈動作方面,都展現了出色表現。

僅 105mm x 90mm x 52mm 的尺寸確保了 BOXER-8651AI 不會佔據機器人系統中的過多空間,仍能容納必要的馬達、執行器與感測器。此外,1.58 磅的淨重有效減輕了對機器人移動性、靈活性與速度的影響。同時,BOXER-8651AI 的抗震及防振特性進一步提升了其在比賽中頻繁轉向時的耐用性與穩定性。

這些特性保證了系統能夠應對比賽過程中的物理壓力與環境變化,同時其小巧與輕量化設計也讓機器人保有良好的機動性與效率。

賽後報告

VDL Robot Sports 由研揚的 BOXER-8251AI 升級至更先進的 BOXER-8651AI,在 2024 RoboCup MSL 中展現了大幅提升的表現。BOXER-8651AI 的強大性能,助力團隊在自主機器人領域取得突破,吸引了眾多下一代工程師的目光。

儘管 VDL Robot Sports 在半決賽惜敗於最終冠軍 Tech United,本屆賽事依然充滿戲劇性對決、優雅的體育精神,以及來自全球頂尖自主機器人研究團隊的智慧較量,堪稱一次圓滿的成功。

透過線上簡報深入了解 VDL Robot Sports,以低成本快速移動物體偵測技術,奪得 2021 年 MSL 科學挑戰賽世界冠軍。

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