第六章-人工智能让工作更高效(上)课件.pptx

1、01020304智慧农业智慧农业智能制造智能制造智能军事智能军事智能安防智能安防目录目录1PART ONE 智慧农业智慧农业智慧农业智慧农业 智慧农业智慧农业是是按照工业发展理念，充分应用现代信息技术成果，以按照工业发展理念，充分应用现代信息技术成果，以信息和知识为生产要素，通过互联网、物联网、云计算、大数据、智信息和知识为生产要素，通过互联网、物联网、云计算、大数据、智能装备等现代信息技术与农业深度跨界融合，实现农业生产全过程的能装备等现代信息技术与农业深度跨界融合，实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入和工厂化生产的全新农业信息感知、定量决策、智能控制、精准投入和工厂化

2、生产的全新农业生产方式与农业可视化远程诊断生产方式与农业可视化远程诊断、远程控制、灾害预警等远程控制、灾害预警等智能智能管理。管理。智慧农业智慧农业我国农业正向知识高度密集型的现代农业发展，相继出现了我国农业正向知识高度密集型的现代农业发展，相继出现了“有机农有机农业业”“”“生态农生态农 业业”“”“持续农业持续农业”“”“智慧农业智慧农业”等替代型现代农业，智慧农业等替代型现代农业，智慧农业的出现为现代农业的发展指明了方向。的出现为现代农业的发展指明了方向。我国我国“智慧农业智慧农业”技术的应用较发达国家要落后技术的应用较发达国家要落后20年以上，甚至年以上，甚至有些地方还是一片空白。有些

3、地方还是一片空白。目前我国关于智慧农业的研究应用还处目前我国关于智慧农业的研究应用还处于起步阶段。于起步阶段。1.1 智慧农业发展现状智慧农业发展现状智慧农业智慧农业1.2 智智慧慧农农业业的的技技术术原原理理图图 农业病虫害自动监测识别系统框架农业病虫害自动监测识别系统框架以农业病虫害自动检测识别系统为例，技术原理主要应用以农业病虫害自动检测识别系统为例，技术原理主要应用 Matlab 进行害虫图进行害虫图像处理，并将害虫识别算法编译生成动态连接库，然后在像处理，并将害虫识别算法编译生成动态连接库，然后在Visual studio.Net 平台下进行调用；在平台下进行调用；在 Visual

4、studio.Net 平台中支持向量机进行害虫种类识别，平台中支持向量机进行害虫种类识别，最终完成系统软件的开发。最终完成系统软件的开发。智慧农业智慧农业1.3 案例案例智慧农业机器人智慧农业机器人 智能锄草机器人不但可以做到行间的锄草，也智能锄草机器人不但可以做到行间的锄草，也可以做到两株苗之间的锄草。这种速度条件下的视可以做到两株苗之间的锄草。这种速度条件下的视觉处理以及整个液压系统的执行是最大的一个难点。觉处理以及整个液压系统的执行是最大的一个难点。在欧洲相对来说已经在欧洲相对来说已经 用的比较多了，目前国内我们用的比较多了，目前国内我们已经开始在黑龙江、北京示范应用，但是还比较少。已经

5、开始在黑龙江、北京示范应用，但是还比较少。智能锄草机器人智能锄草机器人1图图 机器人机器人 See Spray 正在作业正在作业智慧农业智慧农业1.3 案例案例智慧农业机器人智慧农业机器人果蔬采摘机器人是通过双目识别获得精准的信息，通果蔬采摘机器人是通过双目识别获得精准的信息，通过视觉过视觉 算法判断获熟度和采摘点位。算法判断获熟度和采摘点位。果蔬采摘机器人果蔬采摘机器人2图图 采摘机器人正在作业采摘机器人正在作业智慧农业智慧农业1.3 案例案例农业无人系统农业无人系统农业无人机农业无人机1 农业无人机可以被用来喷洒农药，也可以结合人工智能和空中技术来监测农农业无人机可以被用来喷洒农药，也可以

6、结合人工智能和空中技术来监测农作物健康。无人机植保主要指搭载先进的传感器设备，根据地形、地貌配备专用作物健康。无人机植保主要指搭载先进的传感器设备，根据地形、地貌配备专用药剂对农作物药剂对农作物 实施精准、高效的喷药作业，通过人、机、药三维一体达到节水节实施精准、高效的喷药作业，通过人、机、药三维一体达到节水节药的作用。自药的作用。自 2008 年第一架植保无人机在无锡面世以来，我国无人机行业如雨年第一架植保无人机在无锡面世以来，我国无人机行业如雨后春笋般发展，主要应用在后春笋般发展，主要应用在 土壤湿度监测、农田喷洒、植被覆盖度的监测等方向。土壤湿度监测、农田喷洒、植被覆盖度的监测等方向。图

7、图 观察葡萄藤叶的健康状况观察葡萄藤叶的健康状况智慧农业智慧农业1.3 案例案例农业无人系统农业无人系统 农机自动驾驶指的是利用导航卫星实现农机沿直线作业功农机自动驾驶指的是利用导航卫星实现农机沿直线作业功能，主要利用角度传感器获取农机偏移数据，利用摄像头获取能，主要利用角度传感器获取农机偏移数据，利用摄像头获取周围作物生长数据以及利用导航卫星实时定位跟踪周围作物生长数据以及利用导航卫星实时定位跟踪 获取车辆信获取车辆信息数据，将获取的数据经过无线网络传输到控制端，在对数据息数据，将获取的数据经过无线网络传输到控制端，在对数据进行分析后，进行分析后，利用车载计算机显示器实时显示作业情况以及作利

8、用车载计算机显示器实时显示作业情况以及作业进度。业进度。农机自动驾驶农机自动驾驶2图图 6-5 农机的自动化作业农机的自动化作业智慧农业智慧农业1.3 案例案例农业智能分析农业智能分析1农业数据农业数据2适宜种植情况分析适宜种植情况分析3农作物和土壤监测分析农作物和土壤监测分析4天气预测及评估分析天气预测及评估分析智慧农业智慧农业1.4 智慧农业的未来发展智慧农业的未来发展更智能的应用农业大数据体系更智能的应用农业大数据体系更广泛地使用人工智能和机器人更广泛地使用人工智能和机器人更先进的生产方式更先进的生产方式2PART TWO 智能制造智能制造智慧制造智慧制造 智能制造（智能制造（Intel

9、ligent Manufacturing，IM）是基于新一）是基于新一代信息通信技术与先进制代信息通信技术与先进制 造技术深度融合，贯穿于设计、生造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有自感知、产、管理、服务等制造活动各个环节，具有自感知、自学习、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造智能制造2.1 智智能能制制造造现现状状中国智能制造行业发展历程中国智能制造行业发展历程智能制造发展需要经历自动化、信息化、互联化、智能化四个阶段。智能制造发展每一阶段都智能制造发展需要经历自动化、信息化、互联化、智能化

10、四个阶段。智能制造发展每一阶段都对应着其体系中某一核心环节的成熟。对应着其体系中某一核心环节的成熟。1中国智能制造行业所处阶段中国智能制造行业所处阶段自从德国提出了自从德国提出了“工业工业 4.0”战略之后，各国开始大力发展制造业，我国颁布的战略之后，各国开始大力发展制造业，我国颁布的智能制造智能制造 2025可以视为中国版本的可以视为中国版本的“工业工业 4.0”。但是就目前而言，我国制造业所处。但是就目前而言，我国制造业所处 阶段阶段仍然较世界发达国家有一定的差距，仍处于仍然较世界发达国家有一定的差距，仍处于“工业工业 2.0”（电气化）的后期阶段（电气化）的后期阶段,“工工 业业 3.0

11、”（信（信息化）还有待进一步普及，息化）还有待进一步普及，“工业工业 4.0”（智能化）正在尝试尽可能做一些示（智能化）正在尝试尽可能做一些示 范，制造业的自动范，制造业的自动化和信息化正在逐步布局。化和信息化正在逐步布局。2智能制造智能制造2.1 智能制造现状智能制造现状中国智能制造行业发展现状中国智能制造行业发展现状中国智能制造行业市场规模中国智能制造行业市场规模中国智能制造行业市场竞争我国智能制造各细分领域目前的竞争状况中国智能制造行业市场竞争我国智能制造各细分领域目前的竞争状况智能制造智能制造 智能制造涉及智能产品、智能生产以及智能服务等多个方面及其智能制造涉及智能产品、智能生产以及智

12、能服务等多个方面及其优化集成。优化集成。新一代智能制造的技术机理（人新一代智能制造的技术机理（人-信息信息-物理系统，物理系统，HCPS）及系）及系统组成。统组成。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习的功能，不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力，更具有学习习的功能，不仅具有强大的感知、计算分析与控制能力，更具有学习提升、产生知识的能力，如下图提升、产生知识的能力，如下图。2.2 智智能能制制造造的的技技术术原原理理智能制造智能制造学习认知学习认知（大脑）（大脑）感知感知（视觉、听觉、触（视觉、听觉、触觉觉）分析决策

13、分析决策（大脑）（大脑）分析决策分析决策（四肢、语言（四肢、语言）专家知识与机器智能融合专家知识与机器智能融合形成的自成长型知识库形成的自成长型知识库（模型、方法、规则（模型、方法、规则）能能）基于新一代人工智）基于新一代人工智能技术的学习认知系统（大能技术的学习认知系统（大数据智能、人机混合智能、数据智能、人机混合智能、群体智群体智智能信息交互（跨智能信息交互（跨媒体智能）媒体智能）智能分析决策智能分析决策（方法（方法/模型自模型自调整、自完调整、自完善善）智能控制智能控制（策略自调整、自完（策略自调整、自完善善）机器机器（人机接口、（人机接口、动力装置、动力装置、执行机构、执行机构、工作装

14、置、工作装置、传感装置传感装置）人人Human信息系统信息系统Cyber system物理系统物理系统Physics system新新一一代代智智能能制制造造系系统统的的基基本本机机理理从从“人人-物物理系统理系统”到新一代到新一代“人人-信息信息-物理系统物理系统”智能制造智能制造智能制造智能制造智能产品智能产品智能服务智能服务智能生产智能生产1.智能产品研发智能产品研发2.智能硬件产品智能硬件产品1.预测性维护预测性维护2.供应链运营供应链运营1.优化生产过程优化生产过程2.运用智能装备运用智能装备3.质量检测智能化质量检测智能化（一）（一）（二）（二）（三）（三）2.3 智智能能制制造造

15、的的应应用用案案例例智能制造智能制造2.4 智能制造的未来展望智能制造的未来展望自动高效自动高效具备前瞻预测能力的智能制造时代具备前瞻预测能力的智能制造时代互联互通互联互通3PART THREE 智能军事智能军事智能军事智能军事 将人工智能技术应用于武器装备，可适应未来将人工智能技术应用于武器装备，可适应未来“快速、快速、精确、高效精确、高效”的作战需求，使武器装备对目标进行智能探测、的作战需求，使武器装备对目标进行智能探测、跟踪，对数据和图像进行智能识别以及对打击对象进跟踪，对数据和图像进行智能识别以及对打击对象进 行智能行智能杀伤，可以大大提高装备的突防和杀伤效果。杀伤，可以大大提高装备的

16、突防和杀伤效果。智能军事智能军事3.1 智智能能军军事事的的发发展展现现状状 世界上，一些军事强国已将发展智能军事上升到国家战略，从世界上，一些军事强国已将发展智能军事上升到国家战略，从 政策导向、战略规划、资金预算等方面予政策导向、战略规划、资金预算等方面予以大力支持，意在避免以大力支持，意在避免“未打先输未打先输”，抢占未，抢占未 来军事竞争制高点。美、俄、英、法、德等国纷纷提出军事智来军事竞争制高点。美、俄、英、法、德等国纷纷提出军事智能化战略。可见，智能化战争已悄然来临。能化战略。可见，智能化战争已悄然来临。我国的军事智能化建设我国的军事智能化建设是是以习近平强军思想为指导，抢抓机遇、

17、乘势而上。贯彻军民融以习近平强军思想为指导，抢抓机遇、乘势而上。贯彻军民融 合发展战略、创合发展战略、创新驱动发展战略，把握时代趋势，大胆吸收应用人工智能相关技术成新驱动发展战略，把握时代趋势，大胆吸收应用人工智能相关技术成 果，助推军队建设，为实现党在新时代果，助推军队建设，为实现党在新时代的强军目标、建设世界一流军队提供科技支撑。的强军目标、建设世界一流军队提供科技支撑。新一代人工智能发展规划新一代人工智能发展规划促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（20182020 年）年）颁布实施，颁布实施，为我们大力推进人工智能发展提供了法规依据和制度保证。

18、为我们大力推进人工智能发展提供了法规依据和制度保证。智能军事智能军事3.2 智能军事的人智能军事的人工智能技术原理工智能技术原理 智能化具有控制思想与控制行动的双重能力，智能化具有控制思想与控制行动的双重能力，可以渗透到军队指挥决策，战法运用、部队控制等可以渗透到军队指挥决策，战法运用、部队控制等活动中；活动中；将人工智能物化到武器、指挥系统，尝试用机将人工智能物化到武器、指挥系统，尝试用机器学习、迁移学习等智能算法解决对抗条件下态势器学习、迁移学习等智能算法解决对抗条件下态势目标的自主认知，以目标的自主认知，以“智慧释放智慧释放”替代替代“信息主信息主导导”，激发最大作战效能。，激发最大作战

19、效能。智能军事智能军事3.3 智能军事的应用案例智能军事的应用案例（一）（一）智能化军事指挥智能化军事指挥1.作战数据分类与预测作战数据分类与预测2.指挥决策指挥决策（1）观察）观察（2）感知）感知（3）决策）决策（4）行动）行动（二）（二）智能化武器装备智能化武器装备1.模式识别在武器装备中的应用模式识别在武器装备中的应用2.专家系统在武器装备中的应用专家系统在武器装备中的应用3.深度学习在武器装备中的应用深度学习在武器装备中的应用4.运动控制在武器装备中的应用运动控制在武器装备中的应用图图6-10“大狗大狗”机器人的结构和传感器分布图机器人的结构和传感器分布图智慧军事智慧军事3.3 智能军

20、事的应用案例智能军事的应用案例（三）（三）智能化作战方式智能化作战方式1.军事训练：通往军事训练：通往实战的实战的“智慧桥梁智慧桥梁”2.战场态势自主感知战场态势自主感知3.无人作战平台无人作战平台智慧军事智慧军事3.4 智智能能军军事事的的未未来来展展望望人工智能有可能颠覆战人工智能有可能颠覆战斗力的表现形态：由人斗力的表现形态：由人与武器直接结合逐渐向与武器直接结合逐渐向人与武人与武 器相对分离转器相对分离转变。变。人工智能颠覆指挥控人工智能颠覆指挥控制的方式：由信息系制的方式：由信息系统辅助人逐渐向智能统辅助人逐渐向智能系统部分代替人转变。系统部分代替人转变。颠覆战场力量交战方式：颠覆战

21、场力量交战方式：由人机结合的相互杀伤由人机结合的相互杀伤逐渐向无人系统的集群逐渐向无人系统的集群对抗转变。对抗转变。战斗力战斗力指挥系统指挥系统交战方式交战方式4PART FOUR 智能安防智能安防智能安防智能安防 智能安防是应用高清视频、人工智能、云计算和大数据等相关技术的智能安防是应用高清视频、人工智能、云计算和大数据等相关技术的基础上，主动判断和预警的智能防御系统，可以为更多行业和人群提供基础上，主动判断和预警的智能防御系统，可以为更多行业和人群提供可视化、智能化解决方案。可视化、智能化解决方案。智能安防智能安防4.1 智智能能安安防防的的发发展展现现状状 智能安防系统包括了门禁系统、防

22、盗报警系统以及视频监控系统。智能安防系统包括了门禁系统、防盗报警系统以及视频监控系统。据中商产业研究院发布据中商产业研究院发布2018-2023 年中国智能家居行业市场前景及投资机会研究报告年中国智能家居行业市场前景及投资机会研究报告数据统计显示，数据统计显示，2018 年中国门禁系统市场规年中国门禁系统市场规 模约模约 200 亿元。亿元。2016 年我国防盗报警行业市场规模为年我国防盗报警行业市场规模为 180 亿元左右，亿元左右，2017 年突破年突破 200 亿元，亿元，2018 年我国防盗年我国防盗 报警行报警行业市场规模约为业市场规模约为 250 亿元。亿元。我国的视频监控市场也经

23、历了持续强劲的发展，速度超过全球其他地区。据数据统计，我国的视频监控市场也经历了持续强劲的发展，速度超过全球其他地区。据数据统计，2012-2016 年我年我国视频监控行业增长率均保持在国视频监控行业增长率均保持在 15%以上。以上。2017 年，我国视频监控市场规模突破年，我国视频监控市场规模突破 2 000 亿元。亿元。智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例 智能安防的应用框架，主要由智能前端、智能安防的应用框架，主要由智能前端、云、数据云、数据 处理分析平台、垂直行业应用等部分处理分析平台、垂直行业应用等部分组成。当前，人工智能已经渗透到组成。当前，人工智能已经渗透

24、到 安防行业的安防行业的前端硬件、数据分析处理并与各核心场景紧密前端硬件、数据分析处理并与各核心场景紧密结合，推动安结合，推动安 防行业的应用广度和深度不断拓防行业的应用广度和深度不断拓宽。宽。图图 智能安防应用框架智能安防应用框架智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（一）智能前端硬件（一）智能前端硬件图图 智能摄像机结构智能摄像机结构1.计算机视觉计算机视觉智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（二）智能分析技术（二）智能分析技术人工智能安防主要涉及算法人工智能安防主要涉及算法算法名称算法名称主要内容主要内容CNN卷积神经网络卷积神经网络智能识别

25、技术的基础，模仿人脑对数据抽象化表达，被各领域大量智能识别技术的基础，模仿人脑对数据抽象化表达，被各领域大量应用应用DSP算法算法主要进行数字信号处理，是数字时代大部分产品正常运行的基础，主要进行数字信号处理，是数字时代大部分产品正常运行的基础，典型的有典型的有FPGA算法。算法。安全哈希算法安全哈希算法网络安全的基础，防止中间人攻击或网络钓鱼攻击。网络安全的基础，防止中间人攻击或网络钓鱼攻击。RSA算法算法公开密匙密码体制，确保信息加密和网咯安全，视频会议的基础。公开密匙密码体制，确保信息加密和网咯安全，视频会议的基础。四叉树算法四叉树算法H.264和和H.265视频编辑标准基础，特定码率对

26、高画质数字图像传送视频编辑标准基础，特定码率对高画质数字图像传送智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（二）智能分析技术（二）智能分析技术生物识别技术优劣比较生物识别技术优劣比较指纹识别指纹识别虹膜识别虹膜识别人脸识别人脸识别优势优势出入口控制最为成熟的识别出入口控制最为成熟的识别方式；识别速度快，使用方方式；识别速度快，使用方便且唯一性好；指纹采集设便且唯一性好；指纹采集设备可以小型化，成本低。备可以小型化，成本低。最可靠的生物识别技术，人最可靠的生物识别技术，人与人之间区别率与人之间区别率100%；及；及其固定的生物特征，变化少；其固定的生物特征，变化少；用户与设备间

27、无物理接触。用户与设备间无物理接触。识别特征明显，便于观察；识别特征明显，便于观察；非接触式采集，没有侵犯性；非接触式采集，没有侵犯性；技术突破后可应用领域和设技术突破后可应用领域和设备较为广泛。备较为广泛。劣势劣势指纹特征少难成像；捕捉指指纹特征少难成像；捕捉指纹过程误差无法避免。纹过程误差无法避免。识别条件较为苛刻，需要较识别条件较为苛刻，需要较好的光源；图像获取设备体好的光源；图像获取设备体积较难缩小；识别成本高。积较难缩小；识别成本高。误差率有待提升；容易引发误差率有待提升；容易引发隐私泄露的恐慌；遮挡、面隐私泄露的恐慌；遮挡、面部外观变化、光纤等因素影部外观变化、光纤等因素影响明显。

28、响明显。1.计算机视觉计算机视觉智能安防智能安防 大数据技术为人工智能提供强大的分布式计算能力和知识库管理能力，是人工智能分析预测、自主完大数据技术为人工智能提供强大的分布式计算能力和知识库管理能力，是人工智能分析预测、自主完善的重要支撑。该技术包含三大部分：海量数据管理、大规模分布式善的重要支撑。该技术包含三大部分：海量数据管理、大规模分布式 计算和数据挖掘。计算和数据挖掘。大数据技术大数据技术4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（二）智能分析技术（二）智能分析技术智能安防智能安防在公安行业的应用在公安行业的应用4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（三）智能安防场景（三）智能

29、安防场景人人车车追追踪踪智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（三）智能安防场景（三）智能安防场景在交通行业的应用在交通行业的应用 在智能楼宇的应用在智能楼宇的应用智能安防智能安防4.3 智能安防的应用案例智能安防的应用案例（三）智能安防场景（三）智能安防场景 在工厂园区的应用在工厂园区的应用在民用安防的应用在民用安防的应用智能安防智能安防4.4 智能安防的未来展望智能安防的未来展望（一）（一）前端化前端化 随着芯片集中度的不断提高，人工智能处理能力越来越强，许多厂商推出随着芯片集中度的不断提高，人工智能处理能力越来越强，许多厂商推出智能网络摄像机（智能网络摄像机（IPC

30、）、智能硬盘录像机（）、智能硬盘录像机（DVR）和智能网络录像机）和智能网络录像机（NVR），未来将有更多的智能算法在前端设备中实现，智能安防行业将不），未来将有更多的智能算法在前端设备中实现，智能安防行业将不断前端化。断前端化。硬件资源的概念将逐步淡化，智能化以服务模块的方式提供给客户。云端会根硬件资源的概念将逐步淡化，智能化以服务模块的方式提供给客户。云端会根据客户的需要提供服务，实现资源按需分配，最大化地满足客户需求并提高资源据客户的需要提供服务，实现资源按需分配，最大化地满足客户需求并提高资源利用率。利用率。（二）（二）云端化云端化智能安防智能安防4.4 智能安防的未来展望智能安防的未

31、来展望（三）（三）平台化平台化 未来，安防监控的应用类型将日趋清晰，其技术标准、开发接口等将日趋统一。未来，安防监控的应用类型将日趋清晰，其技术标准、开发接口等将日趋统一。大厂商制定标准，小厂商兼容标准的合理产业模大厂商制定标准，小厂商兼容标准的合理产业模 式将逐渐形成，有实力的安防厂商也式将逐渐形成，有实力的安防厂商也将推出自己有主导力的解决方案平台。将推出自己有主导力的解决方案平台。智能化解决的是行业客户在业务应用中存在的问题，因此智能化需要往行业智能化解决的是行业客户在业务应用中存在的问题，因此智能化需要往行业化方向进一步深化，未来的智能化将是行业智能化的天下。化方向进一步深化，未来的智

32、能化将是行业智能化的天下。（四）（四）行业化行业化人工智能让工作更高效（上）人工智能让工作更高效（上）本章小结本章小结 本章学习了智慧农业、智能制造、智能军事、智能安防等工作领域中的本章学习了智慧农业、智能制造、智能军事、智能安防等工作领域中的人工智能应用，典型案例、及其技术原理，详细描述了其发展现状和未来趋势。人工智能应用，典型案例、及其技术原理，详细描述了其发展现状和未来趋势。通过本章的学习可以看到，人工智能在工作中的应用是方方面面的，既可以使通过本章的学习可以看到，人工智能在工作中的应用是方方面面的，既可以使人类的工作更加高效，无形中也在更迭和颠覆我们既往的工作方法与模式。人类的工作更加高效，无形中也在更迭和颠覆我们既往的工作方法与模式。