一次摄像头的任务 - 3

本文记录了作者在调试摄像头RTSP接口时遇到的问题及解决过程,并尝试了ONVIF接口,发现存在一些兼容性问题。文章还提供了一个可用的API地址供读者测试。

一大早起来,打算把昨天的摄像头抓个包,看看为啥rtsp无法使用。转念一想,昨天是使用的docker 做 startstore,那么今天我在ubuntu的虚拟机里面试试来,没想到居然成功了。

  • 试试效果
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  • 昨天的架构图
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  • 今天的架构图
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  • api也是可以用的
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  • api地址

http://xxx:9081/vapi/GetCamList

虽然rtsp成功了,但是如果添加onvif接口后,store直接退出了。

另外,关于为啥docker里面运行不成功,我直觉是 可能有些文件夹不能建立,有提示 /proc下面的文件夹无法创建。

<think>首先,用户的问题是基于系统级指令的,我需要遵循这些规则:所有行内数学表达式用 $...$,独立公式用 $$...$$,使用中文回答,生成相关问题,并在回答中引用的段落末尾添加引用标识。 用户的问题是:“我想在ESP32-S3上使用摄像头实现YOLOv8模型进行目标检测 请问ESP32-S3 使用摄像头部署 YOLOv8 模型进行目标检测” 我需要参考提供的引用内容: - 引用[1]:在ESP32-S3 EYE上部署YOLO模型的全流程,包括训练、导出、转换、导入和部署。 - 引用[2]:涉及STM32F4采集数据,ESP32传输数据,YOLOv8用于缺陷检测,以及Springboot+Vue的后端系统。 - 引用[3]:ESP32驱动OV3660摄像头实现YOLOv5物体分类,包括红外夜视功能。 - 引用[4]:ESP32-CAM远程监控添加YOLOv5功能。 用户的需求是具体的:在ESP32-S3上使用摄像头部署YOLOv8模型进行目标检测。 我的回答需要结构清晰,帮助用户逐步解决问题,保证真实可靠。 ### 回答结构 1. **引言**:简要确认用户的需求,并概述部署流程。 2. **步骤分解**:逐步解释如何在ESP32-S3上部署YOLOv8模型。 - 硬件准备:ESP32-S3板、摄像头模块(如OV2640或OV3660)。 - 软件准备:开发环境(如Arduino IDE或PlatformIO)、模型转换工具。 - 模型准备:训练YOLOv8模型,导出为适合嵌入式设备的格式(如TensorFlow Lite或ONNX)。 - 模型转换:使用工具如Model Assistant或TensorFlow Lite转换器。 - 部署到ESP32-S3:编写代码加载模型、处理摄像头输入、运行推理。 - 测试和优化:确保性能。 3. **参考引用**:在相关部分添加引用标识,基于提供的引用内容。 4. **生成相关问题**:在回答末尾添加相关问题。 ### 关键点基于引用 - 引用[1]提到使用Model Assistant和sscma-example-esp32项目部署YOLO模型到ESP32-S3 EYE。这可以用于步骤。 - 引用[2]提到YOLOv8的优势和缺陷检测应用,但重点是后端系统,用户需求是设备端部署。 - 引用[3]是关于ESP32-S3驱动OV3660摄像头实现YOLOv5,这很相关,因为用户想用YOLOv8。 - 引用[4]是ESP32-CAM添加YOLOv5功能,提供了一些URL。 用户想用YOLOv8,所以需要调整YOLOv5的步骤到YOLOv8。 ### 详细步骤 1. **硬件准备**:ESP32-S3开发板(如ESP32-S3 EYE),摄像头模块(如OV2640或OV3660)。引用[3]提到OV3660支持红外夜视。 2. **软件环境**:设置开发环境。引用[1]提到sscma-example-esp32项目,这是一个好的起点。使用PlatformIO或Arduino IDE。 3. **模型训练和导出**:训练YOLOv8模型在自定义数据集上。导出为ONNX或TensorFlow Lite格式。 4. **模型转换**:转换为ESP32兼容格式。引用[1]提到使用Model Assistant进行转换。YOLOv8模型可能需要类似处理。 5. **代码实现**:在ESP32上编写代码: - 初始化摄像头- 加载模型。 - 捕获图像。 - 预处理图像。 - 运行推理。 - 后处理检测结果。 - 输出结果(如显示或串口输出)。 6. **优化**:由于ESP32资源有限,可能需要量化模型、使用低精度等。 7. **测试**:在实际设备上测试。 ### 生成相关问题 在末尾添加相关问题,如: 1. 如何优化YOLOv8模型以在ESP32-S3上运行? 2. ESP32-S3支持哪些摄像头模块? 3. 如何处理摄像头输入和模型推理的实时性? ### 添加引用标识 在回答中,当提到相关引用时,添加[^1], [^2]等。例如,引用Model Assistant时加[^1]。 ### 最终回答结构 - 开头:确认需求。 - 步骤1: 硬件准备。 - 步骤2: 软件环境设置。 - 步骤3: 模型准备。 - 步骤4: 模型转换。 - 步骤5: 部署代码。 - 步骤6: 测试和优化。 - 结束:鼓励用户尝试。 - 相关问题。</think>### ESP32-S3 上部署 YOLOv8 模型进行目标检测的完整指南 在 ESP32-S3 上使用摄像头部署 YOLOv8 模型进行目标检测是一个涉及硬件、软件和模型优化的综合过程。ESP32-S3 是一款强大的嵌入式芯片,支持摄像头接口和 AI 推理,但受限于其计算资源(如内存和算力),部署 YOLOv8 需要谨慎处理模型大小和实时性能。以下我将基于真实可靠的实践(参考引用内容),一步步指导您完成部署流程。整个过程包括硬件准备、模型训练与导出、模型转换、代码部署和优化测试。 #### 1. **硬件准备** - **ESP32-S3 开发板**:选择支持摄像头接口的板子,如 ESP32-S3 EYE(自带 OV2640 摄像头)或 ESP32-CAM(需外接摄像头)。ESP32-S3 提供足够的 PSRAM(如 8MB)和 Flash(如 16MB),用于存储模型和处理图像数据[^1][^3]。 - **摄像头模块**:推荐使用 OV2640、OV3660 或 OV5640 等兼容模块。OV3660 支持红外夜视功能,适合低光环境;OV2640 成本较低,适合基础应用。确保摄像头通过 DCMI 接口或 SPI 协议连接到 ESP32-S3[^2][^3]。 - **其他组件**:包括电源、USB 数据线(用于烧录和调试),以及可选的外围设备如 LCD 屏幕(用于实时显示检测结果)[^2]。 #### 2. **软件环境设置** - **开发环境**:使用 PlatformIO(基于 VS Code)或 Arduino IDE,配置 ESP32-S3 开发环境。添加 ESP32 支持库: - Arduino IDE:在首选项中添加开发板管理器 URL:`https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_dev_index.json`[^4]。 - PlatformIO:创建新项目,选择 ESP32-S3 作为目标板。 - **关键库安装**: - `esp32-camera`:用于摄像头驱动(支持 OV2640/OV3660)。 - `TensorFlow Lite for Microcontrollers`:用于加载和运行量化后的 YOLOv8 模型。 - `EloquentTinyML`:简化嵌入式 AI 推理的库(可选)。 - 安装命令示例(PlatformIO): ```bash pio lib install "esp32-camera" pio lib install "eloquent-tinyml" ``` #### 3. **模型准备:训练和导出 YOLOv8** - **训练 YOLOv8 模型**: - 使用 Ultralytics YOLOv8(Python 库)在自定义数据集上训练模型。YOLOv8 的优势包括高实时性、多尺度预测和易于部署,适合嵌入式设备[^2]。 - 示例训练命令(确保数据集标注为 COCO 格式): ```python from ultralytics import YOLO model = YOLO(&#39;yolov8n.pt&#39;) # 使用预训练模型(如 yolov8n 为 Nano 版本) model.train(data=&#39;your_dataset.yaml&#39;, epochs=50, imgsz=320) # 减小图像尺寸以适配 ESP32 内存 ``` - 训练后,导出为 ONNX 格式(便于后续转换): ```python model.export(format=&#39;onnx&#39;) # 生成 yolov8n.onnx ``` - **注意**:由于 ESP32-S3 资源有限,优先使用轻量级模型(如 YOLOv8n-Nano),并减小输入尺寸(如 160x120 或 320x240),以降低计算负载。 #### 4. **模型转换:为 ESP32-S3 优化** - 将 ONNX 模型转换为 TensorFlow Lite(TFLite)格式,并进行量化(减少模型大小和提高推理速度)。参考引用[1]中的 Model Assistant 工具(来自 sscma-example-esp32 项目),这是一个专门为 ESP32 优化的转换流程。 - **步骤**: 1. 使用 ONNX 到 TFLite 转换: ```python import tensorflow as tf converter = tf.lite.TFLiteConverter.from_onnx_model(&#39;yolov8n.onnx&#39;) converter.optimizations = [tf.lite.Optimize.DEFAULT] # 启用量化 tflite_model = converter.convert() with open(&#39;yolov8n.tflite&#39;, &#39;wb&#39;) as f: f.write(tflite_model) ``` 2. 使用 Model Assistant(如引用[1])进一步优化:该项目提供脚本将 TFLite 模型转换为 ESP32 兼容的 C 数组格式(`.h` 文件),便于嵌入式部署。下载 [sscma-example-esp32](https://github.com/Seeed-Studio/sscma-example-esp32) 并运行转换工具: ```bash python convert.py --model yolov8n.tflite --output_dir ./model ``` 生成的文件(如 `model_data.cc`)可直接嵌入代码中[^1]。 - **关键优化**:应用全整数量化(int8),减少模型大小(YOLOv8n 可压缩至 1-2MB),并确保模型适配 ESP32-S3 的内存限制(PSRAM 用于存储模型)[^1][^3]。 #### 5. **部署代码:在 ESP32-S3 上实现目标检测** - 编写 Arduino 或 PlatformIO 代码,集成摄像头输入和模型推理。以下是简化示例(基于引用[3]的 YOLOv5 实现,适配 YOLOv8): - **代码结构**: - 初始化摄像头和模型。 - 捕获图像帧并进行预处理(缩放、归一化)。 - 运行 TFLite 推理。 - 后处理检测结果(解析边界框和类别)。 - 输出结果(串口打印或 LCD 显示)。 ```cpp #include "esp_camera.h" #include "tensorflow/lite/micro/micro_interpreter.h" #include "model_data.h" // 转换后的模型头文件 // 摄像头配置(以 OV3660 为例) #define CAMERA_MODEL_ESP_EYE #include "camera_pins.h" // TFLite 全局变量 const tflite::Model* model = tflite::GetModel(g_model); tflite::MicroInterpreter* interpreter; TfLiteTensor* input; TfLiteTensor* output; void setup() { Serial.begin(115200); // 初始化摄像头 camera_config_t config; config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0; config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM; // 根据实际引脚调整 // ... 其他引脚配置(参考 camera_pins.h) esp_err_t err = esp_camera_init(&config); if (err != ESP_OK) { Serial.println("摄像头初始化失败"); return; } // 初始化 TFLite 模型 static tflite::MicroMutableOpResolver<5> resolver; resolver.AddFullyConnected(); resolver.AddConv2D(); resolver.AddMaxPool2D(); resolver.AddReshape(); resolver.AddSoftmax(); static uint8_t tensor_arena[8 * 1024 * 1024]; // 使用 PSRAM(8MB) interpreter = new tflite::MicroInterpreter(model, resolver, tensor_arena, sizeof(tensor_arena)); interpreter->AllocateTensors(); input = interpreter->input(0); output = interpreter->output(0); } void loop() { camera_fb_t *fb = esp_camera_fb_get(); // 捕获图像帧 if (!fb) { Serial.println("摄像头捕获失败"); return; } // 图像预处理:缩放至模型输入尺寸(如 160x120),并转换为 int8 preprocess_image(fb->buf, fb->width, fb->height, input->data.int8); // 运行推理 TfLiteStatus invoke_status = interpreter->Invoke(); if (invoke_status != kTfLiteOk) { Serial.println("推理错误"); return; } // 后处理:解析 YOLOv8 输出(输出为 [1, 84, 8400] 格式) detect_objects(output->data.int8); // 自定义函数,提取边界框和类别 esp_camera_fb_return(fb); // 释放帧缓冲区 delay(10); // 控制帧率 } // 预处理和检测函数需自定义,参考 YOLOv8 后处理逻辑 ``` - **说明**: - 预处理函数 `preprocess_image`:将 RGB 图像缩放并归一化到 [-128, 127](int8 量化要求)。 - 后处理函数 `detect_objects`:解析模型输出(YOLOv8 输出格式为 [batch, classes+4, boxes]),应用非极大值抑制(NMS)过滤冗余检测。 - **性能**:在 ESP32-S3 上,YOLOv8n 的推理帧率约为 2-5 FPS(取决于输入尺寸和优化)。如需更高帧率,需进一步优化模型或降低分辨率[^1][^3]。 #### 6. **测试和优化** - **测试方法**:烧录代码到 ESP32-S3,通过串口监视器查看检测结果(如物体类别和置信度)。如果板载 LCD,可直接显示检测框。 - **常见优化技巧**: - **模型层面**:使用 YOLOv8 的“Nano”版本,或通过剪枝、蒸馏进一步压缩模型。 - **硬件层面**:启用 ESP32-S3 的硬件加速(如 ESP-NN 库优化卷积运算)。 - **代码层面**:减少图像预处理开销(使用 DMA 传输),或采用多线程(FreeRTOS)分离摄像头捕获和推理任务[^1][^3]。 - **实时性**:如果帧率不足,降低输入分辨率或使用更简单的模型(如 MobileNetV2 作为 backbone)。 - **参考性能**:在类似项目中,ESP32-S3 部署 YOLOv5 可实现 3-7 FPS,YOLOv8 由于优化更好,性能相近或略优[^3]。 #### 总结 在 ESP32-S3 上部署 YOLOv8 模型进行目标检测是可行的,但需平衡模型精度和资源限制。核心步骤包括:选择合适硬件、训练轻量模型、量化转换、编写高效代码。整个过程可能需要多次迭代优化。如果您有具体数据集或硬件细节,我可以提供更针对性的建议。开始尝试时,建议从 [sscma-example-esp32](https://github.com/Seeed-Studio/sscma-example-esp32) 项目入手,它提供了完整的 YOLO 部署模板[^1]。
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