在農業領域的科學創新通常會讓人聯想到自動播種和收割設備、智能灌溉系統或基因工程。然而,最具影響力的創新往往是那些能提高日常但耗時任務效率的技術,例如作物生長監測、病害檢測和產量預測。

研揚科技最近接到了一項來自客戶的令人興奮的挑戰,該客戶尋求一種無人機解決方案,能夠利用 AI 推理和高解析度影像,提供關於作物健康、病害和廣大農業景觀中環境條件的即時數據。經過審慎評估,客戶選擇了研揚科技的 de next-V2K8,這是一款搭載 AMD Ryzen™ Embedded V2000 系列處理器和 Radeon™ 顯示晶片的緊湊型單板電腦。

推動農業無人機應用面臨的挑戰

客戶首先關注的是所選方案的尺寸和重量,因為這些因素會影響飛行時間、電池壽命和整合的難度。儘管如此,由於需要能夠擷取高解析度影像、分析大量數據並運行複雜 AI 推論模型,因此客戶必須選擇一款特別的解決方案。

此外,考慮到無人機必須飛行覆蓋廣大的土地面積,客戶要求能夠根據區域來追蹤和整理所收集的數據。這需要整合 GPS 模組以確保精確的地理空間數據。此外,其他周邊設備,此外,光強度感測器等其他周邊設備也是監測環境條件所必需的。

最後,此解決方案必須能夠在邊緣執行上述任務,同時還要能夠作為現場與中央管理中心之間的無線閘道,以利專業人員解讀無人機的發現,並根據無人機分析識別出的問題採取行動。

de next-V2K8農業無人機克服方式

經過細心的專案需求評估,客戶決定選擇研揚科技的de next-V2K8作為最佳解決方案。雖然不是唯一決定因素,但考慮到專案的複雜性,de next-V2K8 極小的 86mm x 55mm 尺寸是一個非常吸引人的特點,能最大程度減輕無人機的整體負載,提升飛行性能並延長飛行時間。此外,主板佔用空間最小化,使客戶能夠將更多的載荷容量分配給感測器、相機和其他必要設備。

de next-V2K8搭載 AMD Ryzen™ Embedded V2718 處理器和 Radeon™ 顯示晶片,擁有 8 核心 16 線程的強大運算能力。這樣的性能,加上主板內建的 16GB LPDDR4x 系統記憶體,能夠快速處理高解析度影像。其整合的 Radeon™ 顯示晶片也強化了數據視覺化能力,提升處理來自周邊相機大量視覺數據的能力。

為了獲得高品質的視覺數據,客戶利用主板上的兩個 USB 3.2 Gen 2 Type-A 埠安裝了多光譜相機和可見光相機。至於 GPS 模組和光強度感測器的整合,客戶則使用 de next-V2K8 的雙 COM 針腳進行連接。透過連接 GPS 模組和感測器,無人機可以精確地定位自身位置並監測測量區域的環境。

主板還包括 USB 2.0 針腳連接器和 GPIO 接口,可整合額外的感測器,如溫度和濕度感測器。豐富的內部 I/O 能力,讓無人機能收集各種環境數據,提升監控功能,而不需要佔用其餘端口的。

作為高度可擴展的單板電腦,de next-V2K8提供了充足的選項,可容納 AI 加速模組以執行推論模型。研揚科技的客戶開發了算法,用於識別關鍵因素,如病蟲害跡象和作物生長速率。
de next-V2K8的角色是在收集到的周邊相機和感測器數據上執行推論,進行邊緣數據處理和分析,並提供對每個測量因素的進行分析。

為了實現這一點,客戶有幾個選擇。其中一個選項是通過主板的 M.2 2280 M-Key 插槽安裝 AI 加速模組,或利用主板 FPC 連接器提供的 PCIe x4 接口。另一種選擇是利用主板整合的 Radeon 顯示晶片,其 GPU 架構非常適合 AI 推論模型所需的平行處理。

考慮到前兩種選項可能需要更多的物理空間,並且在機械結構上可能更容易受到損壞或影響,因此客戶選擇利用主板整合的顯示晶片進行推論。這個決定捨棄了主板的 M.2 2280 M-Key 插槽,客戶可以在該插槽安裝 4G 模組,實現數據遠端傳輸至中央管理中心。因此,客戶獲得了即時數據存取能力,並能遠程監控無人機的監測作業。

專案成果

將研揚科技的 de next-V2K8整合為客戶農業無人機系統的核心元件,為整體運作帶來多項優勢。首先,客戶能夠比人工方式更精準地收集更廣泛區域的作物健康數據。這透過及早發現病蟲害等問題,能夠提早解決問題,進而降低勞動成本並提高作物產量。

除了適合作為無人機的動力系統外,de next-V2K8與其他同類型的小型單板電腦相比,還具備其他明顯優勢。其中包括降低功耗。透過整合的顯示晶片進行推理,主板能夠以更高的能源效率達到相同的結果,同時避免了 AI 加速模組產生的過熱問題。

此外,de next-V2K8的主板設計也對提升無人機應用效率和效能起到了關鍵作用。其內建系統記憶體和 USB 攝影機的使用,打造出堅固且易於整合的解決方案。這種設計減少了 DIMM 模組或針腳連接器鬆動等問題,降低了維護需求。

隨著 AI 技術在各行業的廣泛應用,de next-V2K8的案例展示了研揚科技在簡化和改善關鍵產業基礎流程方面的能力。研揚科技已成為市場上提供優質解決方案的領導者,但更重要的是深入了解這些解決方案如何具體影響經濟生態系統的重要部分,而農業就是其中最關鍵的例子之一。