AI人体検出とMeshtastic通知デモ

はじめに

このデモでは、reCameraとMeshtastic LoRaメッシュネットワークを統合した強力なエッジAIソリューションを紹介します。ローカルYOLO11nモデルを実行することで、reCameraはリアルタイムで人間を識別し、GPIO信号をトリガーします。この物理信号により、XIAO ESP32S3ノードが分散ネットワーク全体に「人間検出」アラートをブロードキャストします。このセットアップにより、インターネットインフラに依存することなく、自律的なオフグリッド監視とセキュリティが可能になります。このガイドでは、PoEベースボードのハードウェア組み立て、C++デプロイメント、およびAIビジョンと長距離通信を橋渡しするMeshノード設定について説明します。

ハードウェア準備

Seeed Studio reCamera HQ PoE 8GB/64GB	XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262 Kit for Meshtastic & LoRa	Wio Tracker L1 Pro
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デモセットアップ

このデモを実現するには、reCameraと2つのMeshノードを異なって設定する必要があります。まず、reCameraでC++プログラムを実行し、人が検出されたときにGPIO信号をトリガーします。続いて、最初のMeshノードにMeshtasticファームウェアをフラッシュし、このMeshノードがGPIO信号を監視し、信号がトリガーされたときにMeshtasticネットワークにメッセージを送信できるようにします。ブロードキャストされたメッセージは2番目のMeshノードで受信されます。最後に、Bluetooth経由で携帯電話を2番目のMeshノードに接続することで、送信されたメッセージを携帯電話で確認できます。

reCamera設定

warning

お持ちのreCameraベースボードがPoE版であることを確認してください。reCameraのPoE版のみがGPIOインターフェースを備えているためです。reCameraの標準版とPoE版の違いについては、reCamera 2002(w) 8GB/64GB ハードウェア仕様とreCamera HQ PoE 8GB/64GB ハードウェア仕様を参照してください。

PoE版のreCamerareCamera HQ PoE 8GB/64GBを購入された場合は、直接使用してこのデモを再現できます。

標準版のreCamerareCamera 2002(w) 8GB/64GBを購入された場合は、追加でPoEベースボードreCamera Base Board PoEを購入し、reCameraに取り付けて標準ベースボードと交換する必要があります。

以下の設定の目的は、reCameraに物体検出アプリケーションをデプロイすることです。デフォルトのNode-REDサービスを停止することで、model_detectorという専用のC++実行ファイルを実行するために必要なハードウェアリソースを解放します。

このセットアップでは、YOLO11nモデル（COCOデータセットで訓練）を使用してリアルタイムエッジコンピューティングを実行します。最終的な目標は、reCameraが特定のオブジェクト（この場合は人間）を自律的に検出できるようにすることです。検出が発生すると、システムはGPIO 490をHighレベルに引き上げることでハードウェア信号をトリガーします。このハードウェアトリガーは、XIAO ESP32S3 + Wio SX1262 Meshtasticノードとの通信の橋渡しとして機能します。

GPIOピンの露出

reCamera PoEベースボードのGPIOピンを露出させるには、ベースボードのネジを外してカバーを取り外す必要があります。次に、六角レンチを使用してカバーを取り外します。ベースボードにコネクタがあり、6つのピンがあります。このコネクタからGPIO 490を使用します。ベースボードのインターフェースの詳細については、reCamera Base Board with PoE ハードウェア仕様を参照してください。

次に、reCamera PoEパッケージまたはreCamera Base Board with PoEパッケージから、MX1.25-Dupont,6P,6Color:Red-Black-Yellow-Green-Blue-Whiteワイヤーを取り出します。

ワイヤーをベースボードのGPIO 490インターフェースに接続します。最終的な接続は下の画像のようになります。GPIO 490は緑のワイヤーに接続されています。

reCameraへのログイン

まず、このチュートリアルに従ってreCameraを最新バージョン0.2.2にアップグレードしてください。バージョンがすでに0.2.2の場合は、この手順をスキップできます。reCamera OSアップグレードチュートリアル

note

reCameraのカメラリソースは排他的であるため、デフォルトで実行されているNode-REDおよび関連するAIサービスが基盤となる画像ドライバーを長時間占有します。これらのサービスが実行中にC++物体検出プログラムを直接開始すると、複数のプロセス間で競合が発生し、カメラに正常にアクセスできないためC++プログラムの開始に失敗します。したがって、SSH経由でreCameraにアクセスして、Webサービスを閉じた後もデバイスをリモートで制御できるようにする必要があります。その後、SSH経由でreCameraターミナルでコマンドを実行してNode-REDなどのバックグラウンドプロセスを停止し、カメラのロックを解除してmodel_detectorプログラムに必要なハードウェアアクセスパスをクリアします。

SSH接続の確立

MobaXTermなどのツールを使用して、SSH経由でreCameraにログインします。デフォルトIP：通常192.168.42.1

• ログイン後、/userdata/ディレクトリに切り替えることをお勧めします。これは通常、ユーザーデータとモデルの保存に使用されるためです。

Node-RED関連サービスの停止

reCameraでデフォルトで実行されているNode-REDサービスは大量のシステムリソースを消費するため、C++デモを実行する前に以下の3つのコマンドを実行して停止する必要があります：

sudo /etc/init.d/S03node-red stop
sudo /etc/init.d/S91sscma-node stop
sudo /etc/init.d/S93sscma-supervisor stop

モデルとファームウェアのアップロード

MobaXTermのファイル転送機能（左ファイルパネルのアップロードアイコン）を使用して、以下のファイルを/userdata/ディレクトリにアップロードします。

コンパイル済みファームウェア：例：model_detector 量子化モデル：例：yolo11n_cv181x_int8.cvimodel

ここでのmodel_detectorは実行ファイルです。これはreCamera SDKを設定し、C++ソースコードをクロスコンパイルすることで生成されます。このプログラムのロジックは次のとおりです：アップロードされたyolo.cvimodelを使用してフレーム内に人間が存在するかを検出します。人間が検出された場合、reCamera PoEベースボードのGPIO 490がHighに設定されます。そうでなければLowのままです。

クロスコンパイル環境の設定は複雑になる可能性があるため、便宜上、事前にコンパイルされた実行ファイルを提供しています。単純にダウンロードしてreCameraに直接アップロードできます。コンパイル済みC++モデル検出器コード

モデルファイルについては、COCOデータセットに基づいて訓練されたYOLO11n検出モデルです。80のクラスが含まれており、人間や車両などの一般的な日常オブジェクトを認識できます。同様に、モデルを自分で訓練または変換する必要がないよう、ダウンロードリンクを提供しています。ダウンロード後、reCameraに直接アップロードできます。reCamera Yoloモデル

note

ソースコードの変更とクロスコンパイルの実行は、組み込みシステムの経験がある方にお勧めします。これをさらに探求することに興味がある場合は、ドキュメントを参照してください。

権限の付与と実行

ターミナルで、まずコンパイル済みファームウェアと量子化モデルをアップロードしたフォルダーにアクセスします。次に、ファームウェアに実行権限を追加し、検出プログラムを開始します。

chmod +x model_detector

以下のコマンドを実行します（信頼度閾値として0.5（50%）を使用する例）：

sudo ./model_detector yolo11n_cv181x_int8.cvimodel 0.5

実行が成功すると、ターミナルでリアルタイムで検出されたクラス情報（例：Class 0）とその座標が表示されます。

XIAO ESP32S3 + Wio-SX1262（Meshtasticノード）の設定

次に、最初のMeshノードを設定します。このノードは、reCameraからのIO出力を受信し、テキストメッセージ「Human detected」をブロードキャストする役割を担います。

ファームウェアの書き込み

デバイスには特定のMeshファームウェアを書き込む必要があります。Meshネットワークの独特なチャネル管理メカニズムにより、標準ファームウェアではDetectionSensorモジュールがChannel 0に出力する情報は通常破棄されます。この設計は、高頻度の検出データがMeshネットワークチャネルを詰まらせることを防ぐ意図的なものです。以下の手順に従ってください：

note

書き込み前に、XIAOからWio SX1262拡張ボードを一時的に取り外してください。拡張ボードは書き込みプロセス自体には干渉しませんが、XIAO ESP32S3のBOOTボタンを物理的に遮ってしまいます。

1. まず、プリコンパイル済みのMeshファームウェアCustom Meshtastic Firmwareをダウンロードします。
2. XIAO ESP32S3をUSBケーブルでコンピュータに接続し、ブートローダーモードに入ります。このガイドXIAO S3 bootloader guideを参照してください。
3. ウェブベースの書き込みツールMeshtastic Web Flasherを使用してSeeed XIAO esp32s3デバイスを選択し、ダウンロードしたファームウェアを選択して、最後にFlashボタンをクリックしてXIAO ESP32S3にファームウェアを書き込みます。 ビデオチュートリアルが利用可能ですが、Meshtastic公式ファームウェアではなく、ダウンロードしたファームウェアを書き込むことを忘れないでくださいFlash Firmware Video。
4. 書き込みが完了してエラーが報告されなかったら、XIAO ESP32S3を抜いて電源を切ります。Wio SX1262拡張ボードを再取り付けし、USBケーブルをコンピュータに再接続します。デバイスは新しいファームウェアで起動します。

Meshノードの設定

Meshノードを設定する方法は2つあります。まず、デバイスをUSBケーブルでコンピュータに接続し、次に1：別のMeshウェブツールMeshtastic Web Clientを使用してシリアル経由でmeshノードにアクセスする、2：Meshtasticモバイルアプリをダウンロードして、スマートフォンでBluetooth経由でMeshノードにアクセスする、のいずれかを選択できます。ここでは、PCでMeshtastic Web Clientを使用してesp32s3とWio Trackerを設定する方法を実演します。

note

iOSとAndroidのMeshアプリのUI、およびmeshtastic web clientツールのUIは異なる場合がありますが、LoRa周波数帯の設定などの特定の設定は、すべて対応する設定オプションで見つけることができます。したがって、iOSをお持ちでない場合でも心配する必要はありません。他のプラットフォームのアプリには必ず対応する設定オプションがあります。

note

Meshtastic Web FlasherとMeshtastic Web Clientは、Meshtasticが提供する2つの公式ウェブツールです。これらはそれぞれMeshノードの設定とMeshファームウェアの書き込みに使用されます。混同しないでください。

1.XIAO esp32s3 MeshノードがUSBケーブルでコンピュータに接続されていることを確認します。Meshtastic Web Clientを開くと、初期ページが表示されます。「+ New Connection」をクリックします。

2.「Serial」をクリックし、「New Device」をクリックして、Meshノードのポートを選択します。

3.デバイス設定ページに入ります。ここでは、私のデバイス名は「Meshtastic ff28」です。

4.「Config」→「Radio config」→「LoRa」をクリックします。

5.「Region」と「Modem Preset」をそれぞれ「US」と「Short Turbo」に設定します：

note

実際には、RegionとModem Presetの設定に厳格な制限はありませんが、お持ちの2つのMeshノードデバイスのRegionとModem Presetの設定が一致していることを確認する必要があります。この文書では、例として「US」と「Short Turbo」を使用します。

6.次に、「Module Config」に移動して「DetectionSensor」を選択します。

7.このモジュールを有効にし、送信間隔を15秒に設定します。

8.Friendly Nameを「Human」に、Monitor Pinを「3」に、Detection Triggered Typeを「LOGIC_HIGH」に設定します。

9.次に、「Channel Config」に移動して「Ch1」を選択します。

10.「Role」を「SECONDARY」に設定し、Pre-Shared Key formatで「128 bit」を選択します。次に「Generate」をクリックしてランダムな128ビットPre-Shared Keyを作成します。**このキーを覚えておき、後で使用するためにテキストファイルに保存してください。**また、Nameを「reCamera」に設定します。

11.最後に、「Save」をクリックして設定を保存します。デバイスが設定を保存して再起動するまで待ちます。

SjVzNWwzNTEwQWZUWlo0Yg==

Wio Tracker L1（Meshtasticノード）の設定

Wio Trackerの設定も同様です。Meshtastic Web Flasherを使用して「Wio Tracker L1」を選択し、上記でダウンロードしたカスタムファームウェアではなく公式Meshtasticファームウェアを書き込みます。Wio Tracker L1 Firmware Flashing Tutorialを参照してください。

上記と同様に、Wio Tracker L1のRegionとModem Presetを「US」と「Short Turbo」に設定します。次に、Channel1を有効にし、Pre-Shared Keyを上記で生成した128ビットキーに設定します。

組み立て

上記と同様に、reCameraのGPIO490（緑線）をXIAO esp32s3のD2に接続します。これでシステムが動作します。

接続が確立されると、Wio Tracker L1から音が聞こえ、Wio Tracker L1のディスプレイに「Human detected」テキストが表示されます。

技術サポート & 製品ディスカッション

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