面向ROS開發(fā)者的NVIDIA AI Perception

所有移動的事物都將變得自主化。 所有自主化的事物都需要先進的實時感知。

NVIDIA這一最新宣布，向ROS開發(fā)者社區(qū)提供整套感知技術(shù)。對于尋求將先進計算機視覺和AI/ML功能納入基于ROS的機器人應(yīng)用程序的開發(fā)人員來說，這將縮短開發(fā)時間并提高性能。

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Open Robotics將擴展用于NVIDIA AI的ROS

Open Robotics首席執(zhí)行官Brian Gerkey表示：“隨著越來越多的ROS開發(fā)人員利用硬件平臺，這些平臺包含額外的計算功能，旨在減輕主機CPU的負(fù)擔(dān)，ROS正在發(fā)展，以更容易有效地利用這些先進的硬件資源。我們與NVIDIA這樣的加速計算領(lǐng)導(dǎo)者合作，以及其在人工智能和機器人技術(shù)創(chuàng)新方面的豐富經(jīng)驗，將為整個ROS社區(qū)帶來很大益處?！?/p>

NVIDIA和Open Robotics已達成協(xié)議，將在NVIDIA Jetson邊緣AI平臺和基于GPU的系統(tǒng)上加速ROS 2性能，并在 Omniverse 上實現(xiàn) Open Robotics 的 Ignition Gazebo 和 NVIDIA Isaac Sim 之間的無縫模擬互操作性。

NVIDIA Jetson 平臺在很多應(yīng)用領(lǐng)域中被機器人專家廣泛采用。它旨在為機器人提供高性能、低延遲的處理，使其具有響應(yīng)性、安全性和協(xié)作性。Open Robotics將通過升級ROS 2來高效管理位于NVIDIA Jetson平臺上的GPU和其他處理器之間的數(shù)據(jù)流并共享內(nèi)存，使負(fù)責(zé)實時處理攝像頭和激光雷達等傳感器高帶寬數(shù)據(jù)的應(yīng)用性能得到大幅提升。

除了增強機器人應(yīng)用在Jetson上的部署，Open Robotics和NVIDIA正在制定整合 Ignition Gazebo 和 NVIDIA Isaac Sim 的計劃。NVIDIA Isaac Sim已支持開箱即用的ROS 1和2，并通過連接Blender和Unreal Engine 4等流行應(yīng)用來創(chuàng)建一個至關(guān)重要的3D內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)。

Ignition Gazebo數(shù)十年來在整個機器人界，包括在正在進行的DARPA Subterranean Challenge等高知名度比賽中創(chuàng)造了許多紀(jì)錄。

通過連接這兩個模擬器，ROS開發(fā)者可以輕松地在Ignition Gazebo和Isaac Sim之間移動他們的機器人和環(huán)境以運行大型模擬，還可以使用高保真動力學(xué)、精確傳感器模型和逼真渲染等兩個模擬器的先進功能來生成用于訓(xùn)練和測試AI模型的合成數(shù)據(jù)。

此次合作所產(chǎn)生的軟件預(yù)計將于2022年春季發(fā)布。

為ROS發(fā)布的Isaac GEM速度顯著加快

用于ROS的Isaac GEM是一款使ROS開發(fā)者更容易在Jetson平臺上構(gòu)建高性能解決方案的硬件加速包。這些GEM專注于提高圖像處理和基于DNN的感知模型的吞吐量，而后者對機器人專家而言正變得日益重要。這些軟件包減少了主機CPU的負(fù)載，同時顯著提升了性能。

用于ROS的全新Isaac GEM包含：

● SGM Stereo Disparity和 Point Cloud

● Color Space Conversion和Lens Distortion Correction

● AprilTags Detection

圖1 ROS對立體相機的支持，在ROS的Rviz工具中可以看到左側(cè)和右側(cè)相機視圖。Rviz能顯示RGB和深度圖像。

Isaac Sim的新功能為ROS開發(fā)者提供便利

最新版本的Isaac Sim包含對ROS開發(fā)者社區(qū)的重要支持，其中比較引人注目的是ROS2導(dǎo)航棧和MoveIt運動規(guī)劃框架。這些示例今天即開放使用，并可在Isaac Sim文檔中找到：

Isaac Sim中的ROS示例列表

● ROS April Tag

● ROS Stereo Camera

● ROS Navigation

● ROS TurtleBot3 Sample

● ROS Manipulation和Camera Sample

● ROS Services

● MoveIt Motion Planning Framework

● Native Python ROS Usage

● ROS2 Navigation

圖2 Isaac Sim on Omniverse功能模塊圖，包含機器人模型、環(huán)境模型和3D資料輸入。

Isaac Sim生成用于訓(xùn)練感知的合成數(shù)據(jù)集

除了作為一個機器人模擬器之外，Isaac Sim還具備一套強大的功能，可以生成合成數(shù)據(jù)來訓(xùn)練和測試感知模型。隨著機器人專家將更多的感知功能集成到他們的平臺，這些功能將變得更加重要。顯然，機器人對環(huán)境的感知能力越強，它的自主性就越強，所需的人為干預(yù)就越少。

一旦Isaac Sim生成了合成數(shù)據(jù)集，就可以將它們直接輸入NVIDIA TAO（一個AI模型自適應(yīng)平臺），從而根據(jù)機器人的具體工作環(huán)境調(diào)整感知模型。在從目標(biāo)環(huán)境中采集任何實際數(shù)據(jù)之前，就可以確保機器人的感知棧在特定工作環(huán)境中的表現(xiàn)。

長期以來，機器人專家在連接和集成經(jīng)典機器人任務(wù)（如導(dǎo)航）和AI感知棧方面一直面臨著各種挑戰(zhàn)。Isaac Sim通過同時作為機器人和合成數(shù)據(jù)生成工具并與TAO訓(xùn)練平臺進行集成解決了這一工作流程挑戰(zhàn)。

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更多精彩內(nèi)容，敬請期待 ROS World和2021年GTC大會

NVIDIA正在為2021年10月21日至22日的ROS World做準(zhǔn)備。我們計劃為Jetson開發(fā)者發(fā)布更多新的GEM，包括多個常用的DNN。我們還將發(fā)布多項支持ROS開發(fā)者社區(qū)的Isaac Sim功能。歡迎蒞臨我們的虛擬展臺，參加NVIDIA ROS圓桌會議，觀看關(guān)于Isaac Sim的技術(shù)演示等精彩內(nèi)容。

在即將于11月8日至11日舉行的GTC大會上，NVIDIA將為大家?guī)砭始姵实难葜v、講座和內(nèi)容。我們專為機器人開發(fā)者準(zhǔn)備了一個通道，其中包含Open Robotics首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Brian Gerkey的演講。此外，我們還將舉辦涵蓋NVIDIA Jetson、Isaac ROS、Isaac Sim、Isaac GYM等主題的講座。

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