AI 边缘计算平台三大核心能力:视频、音频、运动(机器人 / 智能终端视角,适配 RDK X5 这类 D-Robotics 硬件)
先统一框架定义:
边缘 AI 载体(移动机器人、智能盒、无人设备)
完整闭环 =感知输入 → AI 推理 → 执行输出
三大链路全部遵循「信号输入 → 处理 → 信号输出」模型:
- 视频链路(视觉):图像输入、图像输出 =》 单模态
- 音频链路(听觉):音频输入、音频输出 =》 单模态
- 运动链路(本体执行 / 姿态):运动感知输入、运动控制输出 =》 单模态
多模态:图像+音频+运动感知 =》 运动控制
一、视频(视觉链路)
输入(视觉感知)
数据源:
- MIPI CSI0/CSI1摄像头(IMX415/IMX477)
- USB 摄像头
- 本地视频文件、网络 RTSP 流
软件组件:srcampy / vio_capture(VIO 子系统)
数据形态:NV12/YUYV/BGR 图像帧
用途:送入BPU 运行 FCOS/ResNet/MobileNet 等 CNN,实现目标检测、分类、分割。各种CNN网络是又客户完成的!!!
输出(视觉呈现 / 推送)
两类输出:
- 屏幕可视化输出HDMI 显示、OSD 叠加检测框(
srcampy.Display),人机预览; - 码流网络输出H.264/H.265 硬件编码(
srcampy.Encoder),RTSP/RTMP 推流到远端;
完整数据流闭环:
plaintext
CSI摄像头(输入) → ISP → NV12图像 → BPU AI推理 → 检测结果 → OSD画框叠加 / 视频编码推流(输出)二、音频(听觉链路)
输入(声音感知)
麦克风阵列 / 单麦→声卡采集音频 PCM 数据
典型场景:语音拾音、噪音采集、声源定位
RDK 组件:ALSA 音频驱动、hobot_audio SDK
输出(声音播放)
喇叭扬声器播放:语音播报、告警音、背景音乐 数据流闭环:
plaintext
麦克风音频输入 → 音频预处理 → 语音识别AI推理 → 语言指令合成语音 → 声卡驱动播放音频(输出)三、运动(本体运动链路,机器人最核心差异化模块)
很多方案只做音视频,机器人边缘平台必须增加运动控制链路
输入(运动感知)
采集机器人自身状态(反馈输入):
- IMU(陀螺仪、加速度计)姿态数据
- 轮式编码器里程数据
- 激光雷达、TOF 距离信息
- 作用:感知自身位置、速度、姿态,SLAM 建图、姿态解算
输出(运动执行控制)
下发控制指令驱动执行机构:
- 差速轮、麦克纳姆轮底盘速度指令
- 机械臂关节角度
- 云台舵机转向指令
通信通道常见:RS485、CAN、串口
数据流闭环:
plaintext
IMU/编码器(运动感知输入) → 定位/导航算法 → 运动控制指令下发到底盘(运动输出)整体三大链路架构总览
plaintext
┌────────────视频链路────────────┐ 输入:CSI/USB相机图像 (硬件实现) **AI任务:目标检测、图像分类、视觉SLAM (硬件实现,软件负责建模与模型训练,推理硬件实现) 输出:HDMI预览、编码视频流 (硬件实现) ┌────────────音频链路────────────┐ 输入:麦克风音频 (硬件实现) **AI任务:语音识别、降噪、声源定位 (硬件实现,软件负责建模与模型训练,推理硬件实现) 输出:扬声器语音播报、告警音 (硬件实现) ┌────────────运动链路────────────┐ 输入:IMU、编码器、雷达感知姿态/位置 (硬件实现) **AI任务:路径规划、运动平衡、自主导航 (软件实现:ROS2+算法,未来由硬件实现) 输出:底盘、机械臂、云台驱动指令 (硬件实现)结合 RDK X5 工程对应组件映射(方便你代码体系对齐)
表格
| 链路 | 输入硬件 & 软件 | AI 计算单元 | 输出硬件 & 软件 |
|---|---|---|---|
| 视频 | CSI0/CSI1 + srcampy/vio_capture 硬件ISP实现 | hobot_dnn(BPU) 硬件BPU实现 | HDMI Display /srcampy.Encoder 编码推流 硬件ISP实现 |
| 音频 | 麦克风 + ALSA/hobot_audio 硬件ISP实现 | BPU/ARM CPU 硬件BPU实现 | 扬声器声卡驱动 硬件BPU实现 |
| 运动 | IMU、雷达、编码器(串口 / CAN) | ARM CPU(导航 / 控制算法) ROS2 + 算法 | CAN/RS485 下发底盘指令 |
关键价值总结
- 纯音视频平台:安防摄像头、NVR 盒子;只有前两大链路;
- 音视频 + 运动三大链路齐全:移动机器人、AGV、巡检小车、人形机器人(真正自主智能移动平台);
拓展延伸:三大链路数据交互关系(机器人业务逻辑)
举一个巡检机器人典型场景:
- 视频输入 → FCOS 检测到人 →
- 运动输出:控制云台转向目标;
- 音频输出:扬声器播报告警;
- 运动感知输入(IMU / 编码器)实时校正自身位置,防止碰撞。