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chumingqian/Deploy_Yolov4_-Yolov5_On_Jetson

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This reporsity introdce the Deployment on edge device, Jetson

I : Deploy yolov4 on Jetson Nano;

II: Deploy yolov5_version6.0 on Jetson TX2;

I : Deploy yolov4 on Jetson Nano;

这一部分主要介绍将yolov4部署到Jetson Nano 上，并使用Deepstrem 和 TensorRT 加速网络的推理，主体内容如下

Part1. 在主机端host machine上,使用Pytorch生成yolov4的ONNX模型.

Part2. 目标设备上(此处是边缘端设备 Jetson Nano), 安装Deepstream.

Part3. 目标设备上使用TensorRT 生成yolov4的 .engine 文件(Jetson Nano 自带cuda 10.2, TensorRT 7.1.3).

Part4. 使用Deepstream 运行yolov4的 .engine 文件.

Note: 如果想先对YOLOV4网络进行剪枝， 可以参考channel pruning for yolov4.

part1. 在主机端host machine上,使用Pytorch生成yolov4的ONNX模型:

1.1 准备训练好的权重文件yolov4.weights 以及对应 .cfg 网络文件

1.2 安装 ONNX 模型生成工具，注意该仓库中的版本对应问题：

      `Pytorch 1.4.0 for TensorRT 7.0 and higher`
      `Pytorch 1.5.0 and 1.6.0 for TensorRT 7.1.2 and higher`
       git clone https://github.com/Tianxiaomo/pytorch-YOLOv4.git
       cd pytorch-YOLOv4 
       pip install onnxruntime

1.3 将.weights 文件转换成 ONNX 模型，使用该脚本生成ONNX 文件，注意batchSize 的选择：

 `python demo_darknet2onnx.py <cfgFile> <weightFile> <imageFile> <batchSize>`
 
  usage demo: `python demo_darknet2onnx.py cfg/yolov4.cfg yolov4.weights 123.png 0`
  
  if batchsize 0: 代表生成一个动态的 onnx 文件， 类似  yolov4_dynamic.onnx 文件
  if batchsize n (n>0):  代表生成两个静态的 onnx 文件，比如 yolov4_1_static.onnx & yolov4_n_static.onnx,
              yolov4_1_static.onnx 用于运行示例的。
              yolov4_n_static.onnx  后续推理时需要达到对应的batchsize, 具体暂未使用。
   此处使用batchsize 0

1.4 若得到的dynamic.onnx 文件，在后续生成.engine 文件时出错，此处的解决方式是：

  安装 pip3 install onnx-simplifier, 将.onnx 的模型图进行简化再操作。
  python  -m onnxsim   your_dynamic.onnx  --input-shape "1,3,416,416"

part2 目标设备上(此处是边缘端设备 Jetson Nano), 安装Deepstream：

2.1 关于 DeepStream 和 TensorRT 的介绍可以参考 ./tensorRT.pdf, 两者的关系是 TensorRT 可以独立于 deepstream, TensorRT 可以在主机端或者边缘端安装，用于加速网络的推理. Deepstream 则是可以调用TensorRT生成的.egine 文件.

2.2 安装deepStream 的依赖库：

  `sudo apt install libssl1.0.0 libgstreamer1.0-0  gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-good \
                    gstreamer1.0-plugins-bad  gstreamer1.0-plugins-ugly gstreamer1.0-libav \
                    libgstrtspserver-1.0-0    libjansson4=2.11-1`

2.3 安装deepStream, 此处提供安装的下载包DeepStream5.1 版本 (链接: https://pan.baidu.com/s/1I_-Cpg8KjWYOjIs7fVcmZQ 提取码:s4ka)：

   `sudo tar -xvf deepstream_sdk_v5.1.0_jetson.tbz2 -C /
    cd /opt/nvidia/deepstream/deepstream-5.1
    sudo ./install.sh
    sudo ldconfig`

2.4 测试DeepStream:

       `cd /opt/nvidia/deepstream/deepstream-5.1/sources/objectDetector_Yolo
       编辑文件prebuild.sh，注释掉除yolov3-tiny的语句,执行：./prebuild.sh
       下载yolov3-tiny.cfg和yolov3-tiny.weights
       执行命令：deepstream-app -c deepstream_app_config_yoloV3_tiny.txt`

part3 目标设备上使用TensorRT 生成yolov4的 .engine 文件(Jetson Nano 自带cuda 10.2, TensorRT 7.1.3).

3.1 cd 到该路径下，使用trtexec 执行文件，将 .ONNX 文件生成 .engine 文件.

      `/usr/src/tensorrt/bin/trtexec --onnx=<onnx_file> \
       --minShapes=input:1x3x416x416 --optShapes=input:<batchsize>x3x416x416
       --maxShapes=input:<max_batchsize>x3x416x416 \
        --workspace=<size_in_megabytes> --saveEngine=<tensorRT_engine_file> --fp16 `

3.2 usage-demo:

          `/usr/src/tensorrt/bin/trtexec --onnx=yolov4_1_3_416_416_dynamic.onnx \
          --minShapes=input:1x3x416x416 --optShapes=input:8x3x416x416 --maxShapes=input:8x3x416x416 \
          --workspace=4096 --saveEngine=yolov4-dynamic.engine --fp16`

3.3 参数说明：

                      --onnx：生成的onnx文件  --minShapes：最小的batchsize * 通道数 * 输入尺寸x * 输入尺寸y
                      --optShapes：最佳输入维度，可取maxShapes一样  --maxShapes：最大输入维度
                      --workspace：默认为4096；--saveEngine：输出的engine名   --fp16：使用fp16精度；

3.4 注意到转换过程出现memory 不足的情况时，将--workspace 调整为512 ；

part4.使用Deepstream 运行yolov4的 .engine 文件.

4.1 编写解析 yolov4 算子的层插件， 此处提供两个版本，推荐Nvidia官方的插件。

       https://github.com/marcoslucianops/DeepStream-Yolo
       git clone  https://github.com/NVIDIA-AI-IOT/yolov4_deepstream
       cd yolov4_deepstream/

4.2 拷贝 deepstream_yolov4/ 该文件夹，到目标设备上的这个位置：/opt/nvidia/deepstream/deepstream-5.1/sources/， 确保路径正确；

4.3 修改配置文件, 编译生成 yolov4 的动态链接库：

  • nvdsinfer_custom_impl_Yolo/nvdsparsebbox_Yolo.cpp:修改其中的 NUM_CLASSES_YOLO 为对应的类别数；

  • cd 到 deepstream_yolov4/ , 执行 export CUDA_VER=10.2 make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo 编译生成一个动态链接库 libnvdsinfer_custom_impl_Yolo.so

  • deepstream_app_config_yoloV4.txt:model-engine-file = your .engine file, labelfile-path = labels.txt, source、sink :for you need;

  • config_infer_primary_yoloV4.txt: model-engine-file=<onnx_engine_file>

  • labels.txt: 标签名字，一行一个标签名，顺序要按照训练时的标签顺序;

4.4 测试视频文件推理, cd /opt/nvidia/deepstream/deepstream-5.1/sources/deepstream_yolov4/:

  $ deepstream-app -c deepstream_app_config_yoloV4.txt

4.5 USB摄像头视频测试:

       摄像头简单检测指令：ls /dev/video*
       安装v4l-utils工具：sudo apt install v4l-utils
       
       检测摄像头比较完整信息的指令：v4l2-ctl --list-devices
       
       摄像头更细致规格的查看指令：
                       v4l2-ctl --device=/dev/video0 --list-formats-ext
                      v4l2-ctl --device=/dev/video1 --list-formats-ext
         YOLOv4 USB摄像头视频测试命令：
         deepstream-app -c source1_usb_dec_infer_yolov4.txt

4.6 CSI摄像头视频测试:

           deepstream-app -c source1_csi_dec_infer_yolov4.txt

4.7 对比原始的YOLOV4 和各个剪枝后网络的推理一张图片的速度：

Model Size inference speed
BaseModel 256M 414 ms
98 M 311 ms
90 M 305 ms
84 M 303 ms
77 M 291 ms
68M 274 ms

Note: 以上模型的体积大小是剪枝后的体积大小， 并非是实际经过量化后体积大小， 实际量化后的大小，在开发板上可查看。

使用 TensorRT 运行YOLOV4网络的两种方式

1.单独使用TensorRT 运行yolov4 的推理引擎：

2.使用Deepstream 5.0 结合Tensorrt, 运行YOLOV4 的.engine 文件

  • 详情参考 README.md in ./deepstream_yolov4

II : Deploy Yolov5 on Jetson TX2;

------------------------ II : Deploy Yolov5 on Jetson TX2 ; ----------------------

1. 步骤一 环境准备

https://developer.nvidia.com/jetpack-sdk-46

Jetpack4.6 环境: ubuntu 18.04;

TensorRT 8.0.1; 重要！！ 用于生成 .engine 文件；

includes CUDA 10.2; includes cuDNN 8.2.1;

NVIDIA DeepStream SDK 6.0 support JetPack 4.6;

检查 1. cuda 对应版本是否 安装， 2. 安装 Tensor RT; 3. 安装opencv；

dpkg -l | grep cuda

dpkg -l | grep nvinfer

dpkg -l | grep opencv

2. 项目文件准备

2.1 下载yolov5 项目到 边缘设备端 git clone -b v6.0 https://github.com/ultralytics/yolov5.git

cd yolov5

2.2 下载 DeepstreamYolov

https://github.com/marcoslucianops/DeepStream-Yolo

2.3 下载yolov5s.pt 文件； 此处以yolov5s 文件 对应为权重为例子；

3.准备 gen_wts_yolov5.py 文件， 用于生成.wts 文件；

3.1 将DeepStream-Yolo/utils 中的 gen_wts_yoloV5.py 文件拷贝到 /yolov5 文件下面；

3.2 生成 .cfg 网络文件 和 .wts 格式的权重文件；

python3 gen_wts_yoloV5.py -w yolov5s.pt

注意此过程， 是在 yolov5 项目中运行的， 如果出现 cv2. (set_NUM) 对应的问题， 这里本人 是将那一行 注释掉； 此时会产生 对应的yolov5s.cfg 和 yolov5s.pt 两个文件；

4. 移动 DeepStream-Yolo 文件;

4.1 将 DeepStream-Yolo 移动到 目标设备上的这个位置：/opt/nvidia/deepstream/deepstream-6/sources/， 确保路径正确；

4.2 将 对应的yolov5s.cfg 和 yolov5s.pt 两个文件 移动到 DeepStream-Yolo 文件中；

5. 编译文件

5.1 在 DeepStream-Yolo 文件下， 打开终端， 编译文件

CUDA_VER=10.2 make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo；

6. 修改配置文件；

6.1 打开 config_infer_primary_yoloV5.txt ， 修改对应的 cfg ， .wts 文件

[property]
...
# 0=RGB, 1=BGR, 2=GRAYSCALE
model-color-format=0
# CFG
custom-network-config=yolov5n.cfg
# WTS
model-file=yolov5n.wts
# Generated TensorRT model (will be created if it doesn't exist)
model-engine-file=model_b1_gpu0_fp32.engine
# Model labels file
labelfile-path=labels.txt
# Batch size
batch-size=1
# 0=FP32, 1=INT8, 2=FP16 mode
network-mode=0
# Number of classes in label file
num-detected-classes=80
...
[class-attrs-all]
# IOU threshold
nms-iou-threshold=0.6
# Socre threshold
pre-cluster-threshold=0.25

6.2 修改 deepstream_app_config.txt；

...
[primary-gie]
enable=1
gpu-id=0
gie-unique-id=1
nvbuf-memory-type=0
config-file=config_infer_primary_yoloV5.txt

7. run 运行

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt； 注意， 此步骤中 deepstream_app_config.txt 运行时， 调用了config_infer_primary_yoloV5.txt，
该文件 config_infer_primary_yoloV5.txt 中 如果没有实现 生成.engine 文件， 运行过程 中 会自动生成.engine 文件；

而生成. engine 文件过程中， 会调用 依赖tensor RT;

8. 运行 摄像头文件；

将 deepstream_app_config.txt 中的 [source0] 改成如下部分；

[source0]
enable=1
type=1
camera-width=640
camera-height=480
camera-fps-n=30
camera-fps-d=1
camera-v4l2-dev-node=0

------------------------ End ----------------------

Reference:

0.https://github.com/Tianxiaomo/pytorch-YOLOv4

1.https://github.com/dusty-nv/jetson-inference

2.https://developer.nvidia.com/blog/real-time-redaction-app-nvidia-deepstream-part-2-deployment/

3.https://github.com/NVIDIA-AI-IOT/yolov4_deepstream

4.https://developer.nvidia.com/zh-cn/embedded/jetpack

5.https://github.com/marcoslucianops/DeepStream-Yolo

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Yolov4 deployment on Jetson Nano

Topics

deployment jetson-tx2 jetson-nano yolov4 yolov5s

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