인텔 Myriad X 임베디드 SoC에서 위성 자세 추정을 위한 AI 및 컴퓨터 비전 가속화

核心概念

인텔 Myriad X 임베디드 SoC에서 AI와 고전적인 컴퓨터 비전 기술을 결합하여 위성 자세 추정 및 추적 문제를 해결하는 단일 칩 솔루션을 제안한다.

摘要

이 논문은 인텔 Myriad X 비전 처리 장치(VPU)에서 위성 자세 추정 및 추적을 위한 AI와 컴퓨터 비전 기능을 가속화하는 방법을 제안한다.

AI 파이프라인은 ResNet 기반의 UrsoNet 네트워크를 사용하여 위성의 자세를 추정한다. 컴퓨터 비전 파이프라인은 특징 검출, 깊이 렌더링, 에지 매칭 및 자세 정제 등의 단계로 구성된다. 두 알고리즘 파이프라인은 상호 보완적으로 작용하여 전체 자세 추정 문제(초기화 및 추적)에 대한 단일 칩 솔루션을 제공하고 비전 기반 항법 하위 시스템의 강건성을 높인다.

저자들은 다양한 병렬화 및 저수준 최적화 기술을 적용하여 Myriad X SoC의 신경망 컴퓨팅 엔진과 16개의 벡터 프로세서를 효율적으로 활용한다. 제안된 솔루션은 2W의 제한된 전력 범위 내에서 1메가픽셀 RGB 이미지에 대해 최대 5FPS의 처리량을 제공한다.

또한 저자들은 Myriad X VPU의 성능을 CPU, GPU, FPGA 등 다른 임베디드 장치와 비교하여 전력 효율성과 처리량 측면에서 우수한 성능을 보여준다.

统计

바이리니어 리샘플링 알고리즘은 1ms의 지연 시간으로 425배 성능 향상을 제공한다.
바이큐빅 리샘플링 알고리즘은 6ms의 지연 시간으로 285배 성능 향상을 제공한다.
랜초스 리샘플링 알고리즘은 19ms의 지연 시간으로 360배 성능 향상을 제공한다.
제안된 전력 관리 기법은 Myriad X SoC의 전력 소비를 10% 개선한다.
UrsoNet DNN의 추론 지연 시간은 373ms이며, 이는 원본 DNN 대비 5배 향상된 것이다.
컴퓨터 비전 파이프라인의 처리량은 3.1-5.1FPS이다.

引用

"제안된 단일 칩, 강건한 추정, 실시간 솔루션은 제한된 2W 전력 범위 내에서 1메가픽셀 RGB 이미지에 대해 최대 5FPS의 처리량을 제공한다."
"Myriad X VPU는 CPU 및 GPU 대비 전력 효율성과 처리량 측면에서 우수한 성능을 보여준다."

从中提取的关键见解

Accelerating AI and Computer Vision for Satellite Pose Estimation on the Intel Myriad X Embedded SoC

by Vasileios Le... 在 arxiv.org 09-20-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.12939.pdf

更深入的查询

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위성 자세 추정 및 추적 문제 외에 Myriad X VPU를 활용할 수 있는 다른 우주 응용 분야는 무엇이 있을까?

Myriad X VPU는 위성 자세 추정 및 추적 외에도 다양한 우주 응용 분야에서 활용될 수 있습니다. 첫째, 지구 관측(Earth Observation) 분야에서 Myriad X는 고해상도 이미지를 실시간으로 처리하여 환경 모니터링, 자원 관리 및 재난 대응에 기여할 수 있습니다. 둘째, 우주 탐사 미션에서 Myriad X는 로봇 비행체의 자율 비행 및 장애물 회피를 위한 컴퓨터 비전 알고리즘을 실행하는 데 사용될 수 있습니다. 셋째, 우주 임무에서의 데이터 압축 및 전송 최적화에도 Myriad X의 고성능 처리 능력을 활용할 수 있습니다. 마지막으로, Myriad X는 우주 환경에서의 AI 기반 의사결정 시스템을 지원하여, 다양한 임무에서의 실시간 데이터 분석 및 의사결정을 가능하게 할 수 있습니다. 이러한 다양한 응용 분야는 Myriad X VPU의 유연성과 성능을 극대화하여 우주 임무의 효율성을 높이는 데 기여할 것입니다.