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Maskcam - Jetson Nanoベースの群衆マスク着用監視システム

はじめに​

COVID-19の猛威により、多くの公共の場所でマスクの着用が求められています。通常、エリアの入り口には管理者がいて、人々がマスクを着用しているかどうかを観察しています。これは人間にとっては非常に簡単なタスクかもしれませんが、Jetson Nano、グラフィックキャプチャ、AIを使ったエッジコンピューティングと組み合わせることで、非常に興味深く社会的価値のあるタスクになります。

MaskCamは、Berkeley Design Technology, Inc. (BDTI)とTryolabs S.A.によって開発され、NVIDIAの資金提供を受けて開発されました。MaskCamはMITライセンスの下で提供されています。MaskCamの詳細については、BDTIのレポートをご覧ください。ご質問がございましたら、[email protected]までBDTIにメールでお問い合わせください。

このプロジェクトでは、NVIDIA® Jetson Nano™ 4GB Developer Kitと他のアクセサリを使用します。同時に、SeeedのA206 Carrier Boardを選択することもできます。これはNVIDIAの公式キャリアボードと同じサイズと機能設計を持ち、優れた安定性と汎用性も備えています。

準備​

ハードウェア要件​

  • NVIDIA® Jetson Nano™ 4GB Developer Kit (JetPack 4.6)

  • A206 Carrier Board（オプション）

  • 7インチhdmiモニターとHDMIケーブル

  • USBドッキングステーション

  • マウスとキーボード

  • 5V 4A電源アダプター

  • USBカメラ

  • イーサネットケーブル

  • Windows11搭載PC（またはWindows10/Ubuntu18.04/ OSX Big Sur）

ソフトウェア要件​

  • docker

  • docker-compose

  • ビデオソフトウェア（RTSPストリームを表示、VLC/QuickTime/PotPlayerなど）

開始方法​

Jetson Nanoセットアップ​

  • ステップ 1. Docker HubからMaskCamコンテナをダウンロード​

sudo docker pull maskcam/maskcam-beta

  • ステップ 2. ifconfig コマンドでJetson NanoのIPアドレスを確認する​

sudo ifconfig

  • ステップ 3. dockerでMaskCamを開始する​

Jetson NanoにUSBカメラを接続することを忘れずに、その後、以下のコマンドをターミナルに入力してください。

sudo docker run --runtime nvidia --privileged --rm -it --env MASKCAM_DEVICE_ADDRESS=<your-jetson-ip> -p 1883:1883 -p 8080:8080 -p 8554:8554 maskcam/maskcam-beta

注意: このコマンドでは、<your-jetson-ip> をあなた自身のJetson NanoのIPアドレスに置き換えてください。

デフォルトの入力デバイスを使用したくない場合は、上記のコマンドを選択して置き換えるための2つの異なるコマンドもあります。

/dev/video1カメラデバイスを使用する場合:

#Use the /dev/video1 camera device
sudo docker run --runtime nvidia --privileged --rm -it --env MASKCAM_INPUT=v4l2:///dev/video1 --env MASKCAM_DEVICE_ADDRESS=<your-jetson-ip> -p 1883:1883 -p 8080:8080 -p 8554:8554 maskcam/maskcam-beta

CSIカメラデバイスを使用する：

#Use the CSI camera device
sudo docker run --runtime nvidia --privileged --rm -it --env MASKCAM_INPUT=v4l2://0 --env MASKCAM_DEVICE_ADDRESS=<your-jetson-ip> -p 1883:1883 -p 8080:8080 -p 8554:8554 maskcam/maskcam-beta

  • ステップ 4. MASKCAM_DEVICE_ADDRESSを通じてライブビデオストリームを表示する​

Streaming at rtsp://aaa.bbb.ccc.ddd:8554/maskcam

注意： aaa.bbb.ccc.ddd は、以前に MASKCAM_DEVICE_ADDRESS で提供したアドレスです。

そのURLを別のコンピュータのRSTSストリーミングビューアにコピー＆ペーストできます。ビデオストリームで、マスクを着用していない場合は、顔に赤いフレームが表示されます。そうでなければ、緑のフレームが表示されます。

MQTT サーバーセットアップ​

基本機能に加えて、このライブラリにはリモートサーバーの機能も含まれており、PCがデバイスから統計情報を受信し、データベースに保存し、それらを表示するWebベースのGUIフロントエンドを持つことができます。

この記事では、サーバーに関するすべてのデモはWindow11システムホストに基づいています。この記事を通じてLinuxシステムを使用する手順も見つけることができます：Maskcam。

  • ステップ1. PCにDockerとDocker-composeをインストール​

Dockerの公式ウェブサイトからインストールパッケージをダウンロードします：https://docs.docker.com/get-docker/

注意：インストールの過程でWLS 2 installization is incomplete.というメッセージが表示される場合は、プロンプトボックス内のリンクをクリックし、Linuxカーネル更新パッケージをダウンロードしてインストールしてください。 その後、dockerを実行できます。

  • ステップ2. ビルドディレクトリのセットアップ​

管理者としてWindows PowerShellを実行

使用するドライブのルートに移動します。例えば：

cd e:\

Download MaskCam repo :

Invoke-WebRequest https://github.com/bdtinc/maskcam/archive/refs/heads/main.zip -OutFile e:\maskcam.zip

パス e:\maskcam に解凍します：

Expand-Archive e:\maskcam.zip -DestinationPath e:\maskcam

maskcamサーバーフォルダに移動します。このフォルダには4つのコンテナがあります：Mosquittoブローカー、バックエンドAPI、データベース、およびStreamlitフロントエンドです。

cd maskcam\maskcam-main\server

次に、デフォルトテンプレートをコピーして.envファイルを作成します：

cp database.env.template database.env
cp frontend.env.template frontend.env
cp backend.env.template backend.env

Open the database.env :

notepad database.env

<DATABASE_USER>、<DATABASE_PASSWORD>、<DATABASE_NAME> フィールドを独自の値に置き換えてください

  • ステップ3. ローカルサーバーのビルドと実行​

データベース環境ファイルの編集後、すべてのコンテナをビルドし、単一のコマンドで実行する準備が整いました：

sudo docker-compose up -d

次に、Webブラウザを開いてサーバーIPを入力し、フロントエンドのWebページにアクセスします：

http://<server IP>:8501/

注意: <server IP> を自分のIPアドレスに置き換えてください。

フロントエンドでConnectionErrorが表示された場合は、数秒待ってからページをリロードしてください。バックエンドコンテナがデータベースのセットアップを完了するまでに時間がかかることがあります。

もう数秒待ってページをリロードしても、フロントエンドでConnectionErrorが発生している場合は、ポート5432と80が占有されていないか、リッスンされていないかを確認してください。

フロントエンドのウェブページに初回は正常にアクセスできたが、次回以降失敗する場合、現在のところ最良の解決方法はdockerを再インストールすることです。

  • ステップ4. Jetson Nanoをローカルサーバーに向ける​

Jetson Nanoのターミナルに戻り、以下のコマンドでmaskcamコンテナを実行してください：

sudo docker run --runtime nvidia --privileged --rm -it --env MQTT_BROKER_IP=<server IP> --env MQTT_DEVICE_NAME=my-jetson-1 --env MASKCAM_DEVICE_ADDRESS=<your-jetson-ip> -p 1883:1883 -p 8080:8080 -p 8554:8554 maskcam/maskcam-beta

注意: <server IP> と <your-jetson-ip> を、あなた自身のサーバーとJetson NanoのIPアドレスに置き換えてください。

その後、以下に示すようにWebページでデバイスを選択できます：

最後に、Jetson Nanoによって収集されたデータがサーバーに送信されているのを確認できます。

技術サポートと製品ディスカッション​

私たちの製品をお選びいただき、ありがとうございます！私たちは、お客様の製品体験が可能な限りスムーズになるよう、さまざまなサポートを提供しています。異なる好みやニーズに対応するため、複数のコミュニケーションチャンネルを提供しています。

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