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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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【場(chǎng)景案例】阿普奇具身智能機(jī)器人控制器TER30J-C3在邊防巡檢機(jī)器人中的應(yīng)用實(shí)踐

【場(chǎng)景案例】阿普奇具身智能機(jī)器人控制器TER30J-C3在邊防巡檢機(jī)器人中的應(yīng)用實(shí)踐

2026年6月9日,工業(yè)和信息化部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委聯(lián)合印發(fā)通知,正式啟動(dòng)2026年度人形機(jī)器人與具身智能實(shí)景實(shí)訓(xùn)專項(xiàng)行動(dòng)。通知明確提出,到2026年底,人形機(jī)器人等具身智能重點(diǎn)產(chǎn)品在一批代表性場(chǎng)景中率先完成應(yīng)用驗(yàn)證和常態(tài)部署,開啟“作業(yè)模式”;凝練形成百個(gè)以上高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景,帶動(dòng)形成萬(wàn)臺(tái)級(jí)規(guī)模落地能力。專項(xiàng)行動(dòng)面向工業(yè)、特種、服務(wù)等領(lǐng)域重點(diǎn)場(chǎng)景,一體推進(jìn)實(shí)景實(shí)訓(xùn)空間建設(shè)、創(chuàng)新應(yīng)用聯(lián)合體培育、作業(yè)技能攻關(guān)、應(yīng)用部署驗(yàn)證等重點(diǎn)任務(wù)。

與此同時(shí),我國(guó)邊防智能化建設(shè)正以前所未有的速度推進(jìn)。今年3月,海拔5300米的喀喇昆侖高原,銀灰色巡邏機(jī)器人駐守中印邊境,自主巡航、360度無(wú)死角監(jiān)控邊境動(dòng)態(tài),被印軍稱作“科幻哨兵”。這是中國(guó)“科技戍邊”從理念走向?qū)崙?zhàn)的生動(dòng)寫照——該巡邏機(jī)器人專為高海拔、極寒、低氧、復(fù)雜地形等邊境極端環(huán)境打造,能在海拔5300米、含氧量?jī)H為平原60%的區(qū)域穩(wěn)定工作,耐得住-40℃到55℃的溫差。在內(nèi)蒙古二連浩特口岸,出入境邊防檢查站自主研發(fā)的智能監(jiān)護(hù)機(jī)器人已投入實(shí)際執(zhí)勤,實(shí)現(xiàn)國(guó)際旅客列車監(jiān)護(hù)從“人力跟車”到“智慧守護(hù)”的跨越。在廣西,具備L4級(jí)自動(dòng)駕駛能力的智能安防巡邏車已在防城港東興市投入試運(yùn)行,24小時(shí)不間斷自動(dòng)巡查、精準(zhǔn)識(shí)別、實(shí)時(shí)預(yù)警。從北疆到南疆,從高原到口岸,一批不知疲倦的“鋼鐵哨兵”正全時(shí)“在崗巡查”。

在政策紅利與實(shí)戰(zhàn)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下,邊防巡檢機(jī)器人正從“自主巡邏”向“自主決策”加速演進(jìn)。通過(guò)AI深度學(xué)習(xí)邊境沖突案例、地形特點(diǎn)和敵方戰(zhàn)術(shù),機(jī)器人正逐步具備自動(dòng)區(qū)分平民、武裝人員和牲畜的能力,精準(zhǔn)識(shí)別“可疑集結(jié)”“裝備架設(shè)”等高風(fēng)險(xiǎn)行為。這對(duì)核心控制器的算力、多路傳感器同步采集能力、工業(yè)通信接口豐富度及環(huán)境適應(yīng)性提出了前所未有的嚴(yán)苛要求——既需要強(qiáng)勁的AI算力支撐深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)推理,又需要多路相機(jī)接口實(shí)現(xiàn)360度全景感知,還需要CAN FD、RS232/485等車載通信接口對(duì)接底盤與傳感器系統(tǒng)。

案例背景

在漫長(zhǎng)的陸地邊境線上,邊防巡邏面臨著環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜、人力有限、風(fēng)險(xiǎn)高等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)人工巡邏不僅效率有限,且在高海拔、極寒、高溫差等極端環(huán)境中,執(zhí)勤人員的身體承受能力和安全都面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。隨著具身智能技術(shù)的快速發(fā)展,集自主導(dǎo)航、環(huán)境感知、AI識(shí)別、實(shí)時(shí)通信等功能于一體的智能邊防巡檢機(jī)器人,正成為替代人力完成高風(fēng)險(xiǎn)路段值守、實(shí)現(xiàn)全天候邊境管控的關(guān)鍵裝備。

某國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的特種機(jī)器人解決方案提供商,在為其新一代邊防智能巡檢機(jī)器人研發(fā)核心控制系統(tǒng)時(shí),面臨以下挑戰(zhàn):

生成邊防巡檢機(jī)器狗配圖 (1).png

1. 高算力AI推理需求:邊防巡檢機(jī)器人需實(shí)時(shí)處理多路高清視頻流,完成人員/車輛識(shí)別、異常行為研判等深度學(xué)習(xí)推理任務(wù),要求控制器具備強(qiáng)勁的AI算力,同時(shí)功耗需控制在合理范圍內(nèi)以適應(yīng)電池供電的移動(dòng)平臺(tái);

2. 多路相機(jī)同步采集:機(jī)器人需集成多路高清攝像頭和紅外熱像儀,實(shí)現(xiàn)360度無(wú)死角環(huán)境感知。要求控制器支持多路GMSL2相機(jī)接口并具備GNSS授時(shí)同步功能,確保多路圖像幀精準(zhǔn)對(duì)齊;

3. 車載通信協(xié)議支持:邊防巡檢機(jī)器人通常基于輪式或履帶式底盤,電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需通過(guò)CAN總線通信,同時(shí)需接入激光雷達(dá)、IMU、GNSS(北斗)等多種傳感器,要求控制器原生支持CAN FD、RS232/485等工業(yè)通信接口;

4. 高帶寬實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸:巡檢過(guò)程中采集的高清視頻和傳感器數(shù)據(jù)需實(shí)時(shí)回傳至后方指揮中心,要求控制器具備萬(wàn)兆或千兆級(jí)網(wǎng)絡(luò)帶寬,保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡脱舆t與高可靠性;

5. 極端環(huán)境適應(yīng)性:邊防巡檢機(jī)器人需在高海拔、極寒、高溫差、強(qiáng)振動(dòng)等惡劣條件下穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)控制器的寬溫工作、抗振抗沖擊性能有極高要求;

6. 緊湊輕量化設(shè)計(jì):機(jī)器人本體空間極為有限,要求控制器在保證性能的前提下做到極致緊湊,降低整機(jī)重量。

解決方案

經(jīng)過(guò)多輪嚴(yán)苛選型與實(shí)地環(huán)境測(cè)試,客戶最終選用阿普奇具身智能機(jī)器人控制器TER30J-C3作為其邊防智能巡檢機(jī)器人的核心計(jì)算與通信平臺(tái)。該方案具備以下核心優(yōu)勢(shì):

邊防巡檢TER30J-智慧核心.jpg

1. 275TOPS強(qiáng)勁算力,支撐AI實(shí)時(shí)推理:TER30J-C3搭載NVIDIA Jetson AGX Orin系列核心板,算力最高可達(dá)275TOPS,可輕松在邊緣端運(yùn)行目標(biāo)檢測(cè)、行為識(shí)別、語(yǔ)義分割等深度學(xué)習(xí)模型,完成對(duì)人員、車輛、異常行為的毫秒級(jí)識(shí)別與預(yù)警,為邊防巡檢機(jī)器人的自主決策提供充沛的算力保障。

2. 8路GMSL2相機(jī)接口,構(gòu)建全景感知:TER30J-C3標(biāo)配8個(gè)GMSL2相機(jī)接口 ,支持GNSS授時(shí)同步。8路GMSL2接口可同時(shí)接入多臺(tái)高清可見(jiàn)光相機(jī)與紅外熱像儀,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人360度無(wú)死角環(huán)境感知覆蓋。多路圖像數(shù)據(jù)精準(zhǔn)同步采集,為SLAM自主導(dǎo)航、目標(biāo)追蹤、異常預(yù)警等核心功能提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)支撐。

3. CAN FD+多串口,連接底盤與傳感器:TER30J-C3內(nèi)部默認(rèn)支持2路RS232/RS485 、2路CAN FD和8路GPIO。其中,2路CAN FD可直接對(duì)接巡檢機(jī)器人底盤電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),無(wú)需額外擴(kuò)展CAN模塊;RS232/485接口可用于接入激光雷達(dá)、IMU、編碼器等傳感器;8路GPIO可靈活配置為報(bào)警輸出、燈光控制等執(zhí)行接口。這一接口配置完美契合了輪式/履帶式移動(dòng)機(jī)器人對(duì)多總線通信的原生需求。

4. 萬(wàn)兆+雙千兆網(wǎng)絡(luò),保障數(shù)據(jù)高效匯聚:TER30J-C3提供1個(gè)萬(wàn)兆網(wǎng)口和2個(gè)獨(dú)立千兆網(wǎng)口。萬(wàn)兆網(wǎng)口便于快速提取大模型訓(xùn)練數(shù)據(jù),為AI模型的持續(xù)迭代優(yōu)化提供豐富的高質(zhì)量素材;雙千兆網(wǎng)口可分別用于激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)接入與后臺(tái)控制中心通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分流不擁堵。

5. 無(wú)線擴(kuò)展,適應(yīng)移動(dòng)場(chǎng)景聯(lián)網(wǎng)需求:TER30J-C3支持M.2 Key-B擴(kuò)展4G/5G模塊,以及M.2 Key-E擴(kuò)展WiFi/BT模塊。在有線網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋的場(chǎng)景下,4G/5G通信保障了機(jī)器人與指揮中心的實(shí)時(shí)互聯(lián),WiFi/BT則便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與近場(chǎng)通信。

6. 超緊湊機(jī)身+寬溫抗振,勝任極端環(huán)境:整機(jī)尺寸僅為118.2mm×130mm×57.6mm,巴掌大小,全鋁合金機(jī)身配合支架式安裝,可靈活嵌入巡檢機(jī)器人有限的內(nèi)部空間。環(huán)境適應(yīng)性方面,TER30J-C3支持-20~50℃工作溫度和-40~80℃存儲(chǔ)溫度,并通過(guò)了3Grms隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試和15G沖擊測(cè)試。此外,TER30J-C3支持12~28V直流寬壓輸入,可直接適配邊防巡檢機(jī)器人常用的24V車載電池系統(tǒng),無(wú)需額外的電源轉(zhuǎn)換模塊,簡(jiǎn)化了整機(jī)供電設(shè)計(jì)。

邊防巡檢TER30J-結(jié)構(gòu)圖.jpg

方案價(jià)值

通過(guò)引入阿普奇TER30J-C3具身智能機(jī)器人控制器,該邊防智能巡檢機(jī)器人解決方案提供商成功實(shí)現(xiàn)了:

● AI推理效率大幅提升: 275TOPS強(qiáng)勁算力使深度學(xué)習(xí)模型可在邊緣端實(shí)時(shí)運(yùn)行,目標(biāo)識(shí)別、異常行為研判的響應(yīng)速度較傳統(tǒng)方案提升數(shù)倍,為機(jī)器人從“自主巡邏”向“自主決策”進(jìn)階提供算力底座;

● 多源感知系統(tǒng)高度集成:8路GMSL2相機(jī)接口+GNSS授時(shí)同步+2路CAN FD+2路RS232/485的接口配置,實(shí)現(xiàn)了高清相機(jī)、紅外熱像儀、底盤電機(jī)、激光雷達(dá)、IMU等多類設(shè)備的一機(jī)接入,大幅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu),降低了整機(jī)BOM成本與集成復(fù)雜度;

● 數(shù)據(jù)匯聚帶寬充足:萬(wàn)兆+雙千兆網(wǎng)絡(luò)組合方案,即便于快速提取大模型訓(xùn)練數(shù)據(jù),為AI算法的持續(xù)優(yōu)化迭代提供高質(zhì)量素材積累,又實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分流不擁堵,確保邊境線長(zhǎng)距離場(chǎng)景下的通信鏈路穩(wěn)定暢通;

● 惡劣環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng): 超緊湊鋁合金機(jī)身、寬溫工作設(shè)計(jì)、IEC抗振/抗沖擊認(rèn)證及12~28V寬壓輸入,使控制器在邊境巡檢機(jī)器人長(zhǎng)期顛簸、溫差劇烈、供電波動(dòng)的工況下保持穩(wěn)定運(yùn)行,顯著降低了現(xiàn)場(chǎng)故障率與維護(hù)成本。

在工信部與國(guó)務(wù)院國(guó)資委聯(lián)合啟動(dòng)具身智能實(shí)景實(shí)訓(xùn)專項(xiàng)行動(dòng)、邊防智能化建設(shè)全面提速的戰(zhàn)略窗口期,從喀喇昆侖高原的“科幻哨兵”到二連浩特的智能監(jiān)護(hù)機(jī)器人,從廣西的L4級(jí)安防巡邏車到全國(guó)各地邊防機(jī)器人采購(gòu)項(xiàng)目的密集落地,中國(guó)“智慧邊防”建設(shè)正以前所未有的速度推進(jìn)。在這場(chǎng)從“人力巡防”到“科技控邊”的深刻變革中,邊防巡檢機(jī)器人對(duì)核心控制器的算力、感知融合、通信帶寬和環(huán)境適應(yīng)性提出了極高要求。

阿普奇TER30J-C3具身智能機(jī)器人控制器,憑借275TOPS超高AI算力、8路GMSL2相機(jī)接口、萬(wàn)兆+雙千兆高帶寬網(wǎng)絡(luò)、CAN FD與RS232/485等車載通信接口的全面覆蓋,完美適配邊防巡檢機(jī)器人在極端環(huán)境下的高算力AI推理、多路視頻同步采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳和多總線設(shè)備集成等核心需求。超緊湊的機(jī)身尺寸與寬溫、抗振、寬壓的工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì),使其成為輪式/履帶式移動(dòng)機(jī)器人在邊防巡檢、無(wú)人駕駛、智能巡邏等場(chǎng)景中值得信賴的“智慧大腦”。

工控網(wǎng)專用.png

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王靜
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