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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

  • Step 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

  • Step3. 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/

Note: Replace <server IP> with your own IP address.

If you see a ConnectionError in the frontend, wait a couple more seconds and reload the page. The backend container can take some time to finish the database setup.

If you wait a couple more seconds and reload the page but it is still a ConnectionError in the frontend, please make sure the ports: 5432 and 80 are not being occupied or listened up.

If you visit the frontend webpage successfully the first time but failed the next, the best way to solve it currently is to re-install docker.

  • Step4. Point Jetson Nano at your local server​

Return to your Jetson Nano's terminal, and then run the maskcam container with the command below:

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​

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