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Maskcam - Monitoramento do Uso de Máscaras Faciais em Multidões baseado em Jetson Nano

Introdução​

Devido aos estragos da COVID - 19, em muitos locais públicos, frequentemente vemos a exigência de usar máscara. Normalmente há responsáveis no portão da área para observar se as pessoas estão usando máscaras. Talvez seja uma tarefa muito simples para os humanos, mas se a combinarmos com o Jetson Nano, captura de imagens e computação de borda com IA, será uma tarefa muito interessante e de grande valor social.

MaskCam foi desenvolvido pela Berkeley Design Technology, Inc. (BDTI) e Tryolabs S.A., com desenvolvimento financiado pela NVIDIA. MaskCam é oferecido sob a Licença MIT. Para mais informações sobre MaskCam, consulte o relatório da BDTI. Se tiver dúvidas, envie um e‑mail para a BDTI em [email protected].

Neste projeto, usaremos o NVIDIA® Jetson Nano™ 4GB Developer Kit juntamente com outros acessórios. Ao mesmo tempo, você pode escolher a A206 Carrier Board da Seeed, que tem o mesmo tamanho e design funcional da placa de apoio oficial da NVIDIA e, além disso, possui excelente estabilidade e versatilidade.

Preparação​

Requisitos de Hardware​

Requisitos de Software​

  • docker

  • docker-compose

  • Software de Vídeo (para exibir streams RTSP, como VLC/QuickTime/PotPlayer)

Começando​

Configuração do Jetson Nano​

  • Passo 1. Baixe o contêiner MaskCam a partir do Docker Hub​

sudo docker pull maskcam/maskcam-beta

  • Passo 2. Encontre o endereço IP do Jetson Nano com o comando ifconfig​

sudo ifconfig

  • Passo 3. Inicie o MaskCam com docker​

Lembre-se de conectar seu Jetson Nano a uma câmera USB e, em seguida, digite o comando abaixo no terminal.

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

Nota: Substitua <your-jetson-ip> pelo endereço IP do seu próprio Jetson Nano neste comando.

Se você não quiser usar o dispositivo de entrada padrão, também há dois comandos diferentes para escolher e substituir o comando acima.

Use o dispositivo de câmera /dev/video1:

#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

Use o dispositivo de câmera CSI:

#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

  • Passo 4. Veja o stream de vídeo ao vivo através do MASKCAM_DEVICE_ADDRESS​

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

Nota: aaa.bbb.ccc.ddd é o endereço que você forneceu anteriormente em MASKCAM_DEVICE_ADDRESS.

Você pode copiar e colar essa URL no seu visualizador de streaming RSTP em outro computador. No stream de vídeo, se você não estiver usando máscara, verá uma moldura vermelha em seu rosto. Caso contrário, verá uma moldura verde.

Configuração do Servidor MQTT​

Além da função básica, esta biblioteca também inclui a função do servidor remoto, o que significa que seu PC pode receber estatísticas do dispositivo, armazená-las em um banco de dados e ter um frontend GUI baseado na web para exibi-las.

Neste artigo, todas as demonstrações sobre o servidor são baseadas em host com sistema Windows11; você também pode encontrar as instruções usando sistema Linux por meio deste artigo: Maskcam.

  • Passo1. Instale Docker e Docker-compose no seu PC​

Baixe o pacote de instalação do Docker a partir do site oficial: https://docs.docker.com/get-docker/

Nota: Se aparecer uma mensagem informando WLS 2 installization is incomplete. durante o processo de instalação, clique no link na caixa de aviso, faça o download e instale o pacote de atualização do kernel Linux. Depois você poderá executar docker.

  • Passo2. Configure o diretório de build​

Execute Windows PowerShell como administrador

Vá para a raiz da unidade que você usará, por exemplo:

cd e:\

Baixe o repositório MaskCam :

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

Descompacte-o no caminho e:\maskcam :

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

Vá para a pasta do servidor maskcam, que possui quatro contêineres: o broker Mosquitto, a API backend, o banco de dados e o frontend Streamlit.

cd maskcam\maskcam-main\server

Em seguida, crie os arquivos .env copiando os modelos padrão:

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

Abra o database.env :

notepad database.env

Substitua os campos <DATABASE_USER>, <DATABASE_PASSWORD> e <DATABASE_NAME> por seus próprios valores

  • Passo3. Compile e execute o servidor local​

Após editar o arquivo de ambiente do banco de dados, você está pronto para compilar todos os contêineres e executá-los com um único comando:

sudo docker-compose up -d

Em seguida, abra um navegador da web e insira o IP do servidor para acessar a página frontend:

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

Note: Replace <server IP> and <your-jetson-ip> with your own server and Jetson Nano's IP address.

After that, you can choose your device on webpage as shown below:

Finally, you can see the data collected by Jetson Nano transmitting to the Server.

Tech Support & Product Discussion​

Thank you for choosing our products! We are here to provide you with different support to ensure that your experience with our products is as smooth as possible. We offer several communication channels to cater to different preferences and needs.

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