树莓派Armv7l(Yolov5+Onnx)

树莓派Armv7l(Yolov5+Onnx)

镜像网站

https://www.piwheels.org/simple/

1.pandas、opencv、numpy安装

https://www.piwheels.org/simple/pandas/pandas-1.0.3-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
https://www.piwheels.org/simple/opencv-python/opencv_python-4.4.0.44-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
https://www.piwheels.org/simple/numpy/numpy-1.21.4-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl

2.torch系列安装

2.1torch系列对应关系

全文链接:https://gitcode.com/pytorch/vision/overview?utm_source=csdn_github_accelerator&isLogin=1

2.2.torch安装

链接:https://github.com/KumaTea/pytorch-arm/tags

我选择的是torch-1.7.1-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl

2.3. torchvision安装

我选择的是**torchvision-0.8.2
<think>好的,我现在需要帮助用户在树莓派上使用C语言通过ONNXRuntime部署YOLOv5模型。首先,我得理清楚整个流程可能涉及的步骤和潜在的问题。 首先,用户提到了树莓派、C语言和ONNXRuntime,以及YOLOv5模型。我知道ONNX Runtime是一个跨平台的机器学习模型推理框架,支持多种语言,包括C。树莓派是基于ARM架构的,所以需要注意ONNXRuntime的版本是否支持ARM,尤其是可能需要的ARMv7ARMv8架构。 第一步,用户需要安装ONNXRuntime的C库。我应该检查官方文档是否有针对树莓派的预编译版本。如果没有,可能需要从源码编译,这可能会比较麻烦,特别是依赖项的管理,比如需要安装CMake、必要的开发工具链等。用户可能需要先更新系统,安装依赖,然后下载源码编译。这里可能需要提醒用户注意编译时的配置选项,比如是否启用GPU支持,但树莓派的GPU可能不支持,所以可能只能使用CPU。 接下来,用户需要将YOLOv5模型导出为ONNX格式。YOLOv5通常是使用PyTorch训练的,所以用户需要先用PyTorch的export.py脚本将模型转换为ONNX。这里可能需要确认opset版本是否兼容,以及输入输出的形状是否正确。比如,输入是否为1x3x640x640的张量,输出是否处理正确。用户可能需要安装必要的Python库,比如onnxonnxruntime,或者torch.onnx来导出模型。 然后,编写C语言代码来调用ONNX Runtime进行推理。这里需要包括头文件,链接相应的库文件。用户需要初始化环境,创建会话,准备输入和输出张量。对于图像处理部分,可能需要用C语言读取图像,进行预处理,比如缩放、归一化、转换为float32等。这可能需要使用像libjpeg或stb_image这样的库来加载图像,或者用OpenCV,但在树莓派上安装OpenCV可能比较麻烦,可能需要用更轻量的库。 预处理后的数据需要填充到ONNXRuntime的输入张量中,然后调用SessionRun进行推理。之后,解析输出张量,执行后处理,比如非极大值抑制(NMS)来过滤检测框。这部分在C语言中实现可能比较复杂,需要手动处理张量数据,计算置信度、类别概率,以及框的坐标转换。 编译时,用户需要确保正确链接ONNXRuntime的库,可能需要设置编译选项如-I和-L来指定头文件和库的路径。使用gcc时,需要添加-lonnxruntime的链接选项。如果编译时找不到库,可能需要检查LD_LIBRARY_PATH是否包含库的路径,或者在编译时使用-Wl,-rpath选项。 可能遇到的问题包括:ONNXRuntime的版本不兼容树莓派架构,导致无法运行;模型导出时的错误,比如不支持的算子;预处理和后处理的代码错误,导致推理结果不正确;内存不足,因为树莓派的内存有限,大模型可能无法加载;性能问题,因为树莓派的CPU处理能力较弱,推理速度可能很慢。 关于性能优化,用户可能需要考虑模型量化,比如将FP32模型转换为INT8,但ONNXRuntime在ARM上是否支持量化需要确认。另外,多线程可能帮助,参考引用[1]中提到使用pthread库进行多线程编程,但需要看ONNXRuntime是否支持多线程推理,或者用户自己将图像处理并行化。不过,在资源有限的树莓派上,多线程可能带来额外的开销,需要权衡。 另外,用户可能需要交叉编译ONNXRuntime,或者在树莓派本地编译,但后者可能耗时较长。如果用户遇到编译问题,可能需要检查依赖是否全部安装,或者尝试更简单的例程先验证ONNXRuntime是否正确安装。 最后,测试整个流程时,用户需要准备测试图像,运行程序,检查输出是否正确检测到目标。如果结果不对,可能需要逐步调试,比如检查输入数据是否正确预处理,输出张量的解析是否正确,模型是否导出正确等。 综上所述,步骤大致分为:环境准备(安装ONNXRuntime),模型导出,C代码编写(包括预处理、推理、后处理),编译和测试。需要详细指导用户每一步的具体操作,并提醒可能遇到的坑和解决方法。</think>在树莓派上使用C语言通过ONNXRuntime部署YOLOv5模型,需按照以下步骤进行: --- ### **1. 环境准备** #### 1.1 安装ONNXRuntime C库 - **下载预编译库**:访问ONNXRuntime的[GitHub Release页面](https://github.com/microsoft/onnxruntime/releases),选择支持ARM架构的版本(如`linux-arm`或`linux-arm64`)。若无预编译版本,需从源码编译: ```bash git clone --recursive https://github.com/microsoft/onnxruntime cd onnxruntime ./build.sh --config MinSizeRel --arm --update --build ``` - **设置环境变量**:将编译生成的库路径(如`onnxruntime/build/Linux/MinSizeRel`)添加到`LD_LIBRARY_PATH`: ```bash export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/onnxruntime/lib:$LD_LIBRARY_PATH ``` #### 1.2 模型导出 使用PyTorch将YOLOv5模型转换为ONNX格式: ```python # 在Python环境中执行 import torch model = torch.hub.load('ultralytics/yolov5', 'yolov5s', pretrained=True) dummy_input = torch.randn(1, 3, 640, 640) # 输入尺寸需与模型匹配 torch.onnx.export(model, dummy_input, "yolov5s.onnx", opset_version=12) ``` 确保导出时指定`opset_version=12`以兼容ONNXRuntime[^1]。 --- ### **2. C语言代码实现** #### 2.1 初始化ONNXRuntime环境 ```c #include <onnxruntime_c_api.h> int main() { OrtEnv* env; OrtCreateEnv(ORT_LOGGING_LEVEL_WARNING, "YOLOv5", &env); OrtSessionOptions* session_options; OrtCreateSessionOptions(&session_options); OrtSetIntraOpNumThreads(session_options, 4); // 设置线程数 OrtSession* session; OrtCreateSession(env, "yolov5s.onnx", session_options, &session); // ...后续代码 } ``` #### 2.2 输入预处理 - **图像加载**:使用`stb_image.h`加载图像并调整尺寸至640x640: ```c #define STB_IMAGE_IMPLEMENTATION #include "stb_image.h" int width, height, channels; unsigned char* img_data = stbi_load("input.jpg", &width, &height, &channels, 3); ``` - **归一化与格式转换**:将像素值归一化到[0,1]并转换为`float32`: ```c float* input_data = (float*)malloc(1 * 3 * 640 * 640 * sizeof(float)); for (int i = 0; i < 640 * 640; i++) { input_data[i] = img_data[i * 3] / 255.0f; // R input_data[i + 640*640] = img_data[i*3+1] / 255.0f; // G input_data[i + 2*640*640] = img_data[i*3+2] / 255.0f;// B } ``` #### 2.3 运行推理 ```c OrtMemoryInfo* memory_info; OrtCreateCpuMemoryInfo(OrtDeviceAllocator, OrtMemTypeDefault, &memory_info); OrtValue* input_tensor; OrtCreateTensorWithDataAsOrtValue(memory_info, input_data, 1*3*640*640*sizeof(float), (int64_t[]){1,3,640,640}, 4, ONNX_TENSOR_ELEMENT_DATA_TYPE_FLOAT, &input_tensor); const char* input_names[] = {"images"}; const char* output_names[] = {"output"}; OrtValue* output_tensor; OrtRun(session, NULL, input_names, &input_tensor, 1, output_names, 1, &output_tensor); ``` #### 2.4 后处理与NMS 解析输出张量并过滤检测框: ```c float* output_data; OrtGetTensorMutableData(output_tensor, (void**)&output_data); // 假设输出形状为[1,25200,85],85对应x,y,w,h,conf,80类概率 for (int i = 0; i < 25200; i++) { float conf = output_data[i*85 + 4]; if (conf < 0.5) continue; // 置信度阈值过滤 // 计算类别概率最大值... // 应用非极大值抑制(NMS)... } ``` --- ### **3. 编译与运行** 使用`gcc`编译并链接ONNXRuntime库: ```bash gcc yolov5_inference.c -o yolov5 -I/path/to/onnxruntime/include -L/path/to/onnxruntime/lib -lonnxruntime -lm ``` --- ### **注意事项** 1. **性能优化**:树莓派CPU性能有限,可尝试以下优化: - 使用量化后的INT8模型(需ONNXRuntime支持)。 - 减少输入分辨率(如320x320)。 - 启用多线程(通过`OrtSetIntraOpNumThreads`)。 2. **内存限制**:树莓派4B内存为4GB,大型模型可能导致OOM,建议使用YOLOv5s或更小模型。 ---
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