Nvidia AI 為新型高光譜成像微衛星陣列提供動力


Nvidia 提供了特色圖片。

衛星初創公司 Orbital Sidekick (OSK) 直接出自科幻小說,正在發射由 Nvidia 的 Jetson AGX Xavier AI 模塊提供支持的高光譜成像微型衛星星座。

衛星圖像,就像我們在 Google 地球上看到的那樣,通常是二維平面。 但有了專門的光傳感器,這些新衛星將在未來五年內在太陽同步軌道上運行,進行 3D 成像光譜,以極其準確地感知一組給定的 (X, Y, Z)* GPS 坐標上發生的事情。 新的衛星群將使用它們的傳感器套件來監測地球上的碳氫化合物洩漏——這項工作在歷史上一直是受過專門訓練的飛行員的工作。

OSK 的 GHOSts 可以幫助減少碳氫化合物洩漏,這是我們使用石油的任何地方都會遇到的問題。 但它們不僅對“大石油”有用。 Nvidia 表示,為了加速能源從化石燃料的轉變,該平台可以在地圖上顯示具有鋰和鈷等元素信號的區域的高光譜指數,並將它們與土壤區分開來。

Orbital Sidekick 有效載荷工程副總裁 Kaushik Bangalore 說:“天基高光譜情報基本上打破了光譜,因此無需飛機就可以看到化學水平上發生的事情。”

見鬼

OSK 使用由六顆全球高光譜觀測衛星(簡稱 GHOSts)組成的星座來開展工作。GHOSts 使用 Nvidia 的 Jetson AGX Xavier 模塊作為“衛星邊緣的 AI 引擎”,以處理從其套件收集的高光譜數據傳感器。 借助板載 AI 模塊,OSK 可以處理成像光譜算法,在邊緣實時進行自己的洩漏檢測。 然後,OSK 的 Sigma Monitor 平台的用戶可以在屏幕上實時查看見解——例如 GPS 點的洩漏類型、大小和緊急程度。

班加羅爾說:“以前檢測此類問題的行業標準方法並不可靠,因為它們使用的是小型飛機和飛行員,他們依靠訓練有素的眼睛而不是傳感器或其他技術從窗外看是否有洩漏。”

他補充說,OSK 的 GHOSts 可以執行與飛行員相同的工作,但速度更快、客觀且準確度更高。

2018 年,OSK 的上一代系統在國際空間站上發射升空。 該系統使用 NVIDIA Jetson TX2 模塊進行分析。 對於當前這一代,OSK 使用自己的微衛星,由 NVIDIA Jetson AGX Orin 模塊提供支持。 該平台還有一個空中版本,可以從飛行中的飛機上收集高光譜圖像。 這很像毅力號如何使用自己的高靈敏度相機來判斷哪些岩石是由哪些礦物構成的。 我敢和你打賭,科幻小說中的星際飛船實際上就是通過這種技術掃描行星和天體的。

更好、更快、更強

目前,OSK 的任務是利用其“高光譜智能”繞地球運行,以檢測碳氫化合物或氣體洩漏。 OSK 創始人兼首席運營官 Tushar Prabhakar 表示,到目前為止,它已經檢測到數百起甲烷或液態碳氫化合物洩漏事件,以及 300 多起與挖掘或建築活動有關的“侵入事件”。

“借助 Nvidia Jetson AGX Xavier,我們可以處理軌道衛星上採集的所有數據 之內 同樣的軌道,使連續的數據捕獲成為可能。”

該系統使用 Nvidia CV-CUDA 和 CUDA Python 軟件工具包來加速平台的數據處理。 正如你想像的那樣,這是一個 很多 數據的。

“高光譜圖像的最大挑戰,”Bangalore 說,“是處理大量數據,這些數據的大小可能是 2D 視覺數據的 400 倍。”

自然地,憑藉其超精細成像,美國國防部對 GHOSts 的能力非常感興趣。 但衛星大多花時間試圖防止管道事故演變成全面的能源危機。 最終,OSK 希望利用其衛星打造更安全、可持續的未來。

班加羅爾說:“我們正在將高光譜智能應用到世界上前所未有的最佳商業分辨率,以使地球成為一個更可持續發展的地方。” “我們的技術可以幫助發現鋰,並防止甲烷或溫室氣體排放到大氣中……這是一種非常直接的影響,也是地球所需要的。”

*(X, Y, Z) 代表緯度、經度和高度。 在 3D 光譜分析的上下文中,它也被寫為 (x,y,λ)。

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