TESLA

NATO CMRE

經 GPU 加速的獵雷艇能夠以較 CPU 快 50-100 倍的速度定位、辨識並區分水雷

客戶簡介

NATO (北大西洋公約組織) 海事研究暨實驗中心 (Centre for Maritime Research and Experimentation,CMRE) 是位於義大利拉斯佩齊亞的世界級科研機構。

專案挑戰

以 GPU 加快聲納速度,使搜尋水雷的自主式水下載具獲得即時資料處理能力,讓研究團隊能夠即時定位、辨識並區分水雷。

NVIDIA 解決方案

CUDA 架構 NVIDIA® GPU 加速器可展現遠勝 CPU 75 倍的效能,解決所有專案挑戰。

MUSCLE 自主式水下載具採用經 GPU 加速的高解析度、高頻率合成孔徑聲納 (SAS),有效提高航海安全。

「經 GPU 加速的 MUSCLE AUV 使 NATO 獵雷作業的速度更快、成本更低,安全性也更高。少了 GPU 加速,即時偵測和分類兵器根本難以實現 – 相較於 CPU,採用 GPU 的 SAS 運作速度整整快上 50-100 倍。」
NATO STO 海事研究暨探勘中心
首席科研助理 Francesco Baralli

NATO 運用 MUSCLE 提高航海安全

在亞得里亞海和其他歐洲海域,海底四處散布數以萬計的水雷、炮彈等各種於一次和二次世界大戰所遺留下來的兵器。這些水雷存有爆炸或釋放有毒化學物質 (例如芥氣) 的危險,長久以來對商運和漁民造成威脅,環境和食物鏈所承受的影響更不在話下。整體商業貿易運輸中,海運佔 80%,因此,掃雷自然是維護經濟的必要任務。

 

海事研究暨實驗中心 (CMRE) 是位於義大利拉斯佩齊亞的世界級 NATO 科研機構。CMRE 現正運用名為 MUSCLE (Minehunting UUV for Shallow water Covert Littoral Expeditions,淺水隱密瀕海探勘用獵雷 UUV (無人水下載具)) 的尖端自主式水下載具來解決此一挑戰。MUSCLE 採用經 NVIDIA Tesla GPU 加速的高解析度、高頻率合成孔徑聲納 (SAS) 技術,並擁有先進的物體辨識、內建處理能力及智慧決策能力,能夠即時定位、辨識並區分水雷。

獲 GPU 加速的 SAS 實現即時探雷

傳統的 AUV (自主式水下載具) 係依預先規劃的巡邏路線運作,並記錄所有資料來進行離線處理。這種 AUV 不具備適應環境狀況的靈活性及良好的聲納效能。GPU 加速則提高了 AUV 的自主能力,實現自適應行為。CMRE 首席科研助理 Francesco Baralli 表示:「經 GPU 加速的 MUSCLE AUV 使 NATO 獵雷作業的速度更快、成本更低,安全性也更高。少了 GPU 加速,即時偵測和分類兵器根本難以實現 – 相較於 CPU,採用 GPU 的 SAS 運作速度整整快上 50-100 倍。」

 
「在 GPU 加速的輔助下,我們的任務更具成效,聲納成像結果也獲得大幅改善。進行試航時,GPU 更展現出遠勝 CPU 75 倍的效能。讓海洋環境變得更安全,是值得我們努力的工作。」
NATO STO 海事研究暨探勘中心
首席科研助理 Francesco Baralli
 

GPU 加速也讓 MUSCLE 得以進行即時航線修正,在需要充電前的有限時間內 (6 小時) 發揮最大效用。AUV 能對觀測到的影像作出反應,並調整航線以就近觀察物體。若出現障礙物阻礙 AUV 搜尋海域,其甚至能夠折回並再次嘗試通過。MUSCLE 可即時傳送警告航標,提醒船隻注意航線上的水雷,藉此在遍布水雷的水域協助保護船隻。

以往在發射艦上分析並區分水雷所需的龐大 CPU 架構伺服器 (36 個節點),現已由內建 Tesla GPU 處理能力取代。Baralli 表示,過去以 AUV 獵雷艇進行作業,不僅速度緩慢,成效也不彰。「我們必須等待數小時才能在發射艦上分析資料,而如果辨識到的影像並非水雷,或者模糊、毀損,就必須重新部署 AUV。在 GPU 加速的輔助下,我們的任務更具成效,SAS 成像結果也獲得大幅改善。進行試航時,GPU 更展現出遠勝 CPU 75 倍的效能。讓海洋環境變得更安全,是值得我們努力的工作。」

下一步 – 全新應用與即時高解析度輸出

CMRE 相信,GPU 加速 AUV 物體辨識與分類所造就的技術進步,可望應用至其他領域,例如天災後的物體位置偵測 (如海嘯後的殘骸)。以 MUSCLE 計畫的迄今成果為基礎,CMRE 團隊現已能擬定內建 GPU 升級計畫,實現高解析度即時運算。此外,CMRE 也正持續進行多 GPU 版本陸上研究用電腦的研發工作。

 

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