Ultralytics YOLO11 en NVIDIA Jetson utilizando DeepStream SDK y TensorRT

Observa: Cómo ejecutar múltiples flujos con DeepStream SDK en Jetson Nano utilizando Ultralytics YOLO11

Esta completa guía proporciona un recorrido detallado para implementar Ultralytics YOLO11 en NVIDIA dispositivos Jetson utilizando DeepStream SDK y TensorRT. Aquí utilizamos TensorRT para maximizar el rendimiento de la inferencia en la plataforma Jetson.

¿Qué es NVIDIA DeepStream?

NVIDIADeepStream SDK es un completo kit de herramientas de análisis de streaming basado en GStreamer para el procesamiento multisensor basado en IA y la comprensión de vídeo, audio e imágenes. Es ideal para desarrolladores de IA de visión, socios de software, nuevas empresas y fabricantes de equipos originales que crean aplicaciones y servicios de IVA (análisis inteligente de vídeo). Ahora puede crear canales de procesamiento de flujos que incorporen redes neuronales y otras tareas de procesamiento complejas como el seguimiento, la codificación y descodificación de vídeo y el renderizado de vídeo. Estos canales permiten el análisis en tiempo real de datos de vídeo, imágenes y sensores. La compatibilidad multiplataforma de DeepStream le ofrece una forma más rápida y sencilla de desarrollar aplicaciones y servicios de IA de visión in situ, en el perímetro y en la nube.

Requisitos previos

Antes de empezar a seguir esta guía:

• Visita nuestra documentación, Guía de inicio rápido: NVIDIA Jetson con Ultralytics YOLO11 para configurar su dispositivo NVIDIA Jetson con Ultralytics YOLO11

• Instale DeepStream SDK según la versión de JetPack

  • Para JetPack 4.6.4, instale DeepStream 6.0.1
  • Para JetPack 5.1.3, instale DeepStream 6.3

Configuración de DeepStream para YOLO11

Aquí estamos usando marcoslucianops/DeepStream-Yolo repositorio GitHub que incluye NVIDIA DeepStream SDK soporte para YOLO modelos. Agradecemos los esfuerzos de marcoslucianops por sus contribuciones.

1. Instalar dependencias

   pip install cmake
   pip install onnxsim
   

2. Clone el siguiente repositorio

   git clone https://github.com/marcoslucianops/DeepStream-Yolo
   cd DeepStream-Yolo
   

3. Descargue Ultralytics YOLO11 modelo de detección (.pt) de su elección de las versiones deYOLO11 . Aquí utilizamos yolov8s.pt.

   wget https://github.com/ultralytics/assets/releases/download/v8.2.0/yolov8s.pt
   

   Nota

   También puede utilizar un modelo YOLO11 entrenado a medida.

4. Convertir el modelo en ONNX

   python3 utils/export_yoloV8.py -w yolov8s.pt
   

   Pase los siguientes argumentos al comando anterior

   Para DeepStream 6.0.1, utilice opset 12 o inferior. El opset por defecto es 16.

   --opset 12
   

   Para cambiar el tamaño de inferencia (por defecto: 640)

   -s SIZE
   --size SIZE
   -s HEIGHT WIDTH
   --size HEIGHT WIDTH
   

   Ejemplo para 1280:

   -s 1280
   or
   -s 1280 1280
   

   Para simplificar el modelo ONNX (DeepStream >= 6.0)

   --simplify
   

   Para utilizar el tamaño de lote dinámico (DeepStream >= 6.1)

   --dynamic
   

   Para utilizar el tamaño de lote estático (ejemplo para tamaño de lote = 4)

   --batch 4
   

5. Configure la versión CUDA de acuerdo con la versión de JetPack instalada

   Para JetPack 4.6.4:

   export CUDA_VER=10.2
   

   Para JetPack 5.1.3:

   export CUDA_VER=11.4
   

6. Compilar la biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

7. Editar el config_infer_primary_yoloV8.txt según su modelo (para YOLOv8s con 80 clases)

   [property]
   ...
   onnx-file=yolov8s.onnx
   ...
   num-detected-classes=80
   ...
   

8. Editar el deepstream_app_config archivo

   ...
   [primary-gie]
   ...
   config-file=config_infer_primary_yoloV8.txt
   

9. También puedes cambiar la fuente de vídeo en deepstream_app_config archivo. Aquí se carga un archivo de vídeo por defecto

   ...
   [source0]
   ...
   uri=file:///opt/nvidia/deepstream/deepstream/samples/streams/sample_1080p_h264.mp4
   

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Calibración INT8

Si desea utilizar la precisión INT8 para la inferencia, debe seguir los siguientes pasos

1. Establecer OPENCV variable de entorno

   export OPENCV=1
   

2. Compilar la biblioteca

   make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo clean && make -C nvdsinfer_custom_impl_Yolo
   

3. Para el conjunto de datos COCO, descargue el val2017extraer y mover a DeepStream-Yolo carpeta

4. Crear un nuevo directorio para las imágenes de calibración

   mkdir calibration
   

5. Ejecute lo siguiente para seleccionar 1000 imágenes aleatorias del conjunto de datos COCO para ejecutar la calibración

   for jpg in $(ls -1 val2017/*.jpg | sort -R | head -1000); do \
       cp ${jpg} calibration/; \
   done
   

   Nota

   NVIDIA recomienda al menos 500 imágenes para obtener una buena precisión. En este ejemplo, se han elegido 1000 imágenes para obtener una mayor precisión (más imágenes = más precisión). Se puede ajustar desde head -1000. Por ejemplo, para 2000 imágenes, la cabeza -2000. Este proceso puede llevar mucho tiempo.

6. Crear el calibration.txt archivo con todas las imágenes seleccionadas

   realpath calibration/*jpg > calibration.txt
   

7. Establecer variables de entorno

   export INT8_CALIB_IMG_PATH=calibration.txt
   export INT8_CALIB_BATCH_SIZE=1
   

   Nota

   Valores más altos de INT8_CALIB_BATCH_SIZE resultarán en mayor precisión y velocidad de calibración. Ajústelo en función de su memoria GPU .

8. Actualizar el config_infer_primary_yoloV8.txt archivo

   En

   ...
   model-engine-file=model_b1_gpu0_fp32.engine
   #int8-calib-file=calib.table
   ...
   network-mode=0
   ...
   

   A

   ...
   model-engine-file=model_b1_gpu0_int8.engine
   int8-calib-file=calib.table
   ...
   network-mode=1
   ...
   

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Configuración MultiStream

Para configurar varios flujos en una única aplicación de deepstream, puedes realizar los siguientes cambios en el archivo deepstream_app_config.txt archivo

1. Cambie las filas y columnas para construir una visualización de cuadrícula según el número de flujos que desee tener. Por ejemplo, para 4 flujos, podemos añadir 2 filas y 2 columnas.

   [tiled-display]
   rows=2
   columns=2
   

2. Establecer num-sources=4 y añada uri de los 4 flujos

   [source0]
   enable=1
   type=3
   uri=<path_to_video>
   uri=<path_to_video>
   uri=<path_to_video>
   uri=<path_to_video>
   num-sources=4
   

Ejecutar Inferencia

deepstream-app -c deepstream_app_config.txt

Resultados de referencia

La siguiente tabla resume el rendimiento de los modelos YOLOv8s a diferentes niveles de precisión TensorRT con un tamaño de entrada de 640x640 en NVIDIA Jetson Orin NX 16GB.

Agradecimientos

Esta guía fue creada inicialmente por nuestros amigos de Seeed Studio, Lakshantha y Elaine.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cómo se configura Ultralytics YOLO11 en un dispositivo NVIDIA Jetson?

Para configurar Ultralytics YOLO11 en un dispositivo NVIDIA Jetson, primero debe instalar el SDK de DeepStream compatible con su versión de JetPack. Siga la guía paso a paso de nuestra Guía de inicio rápido para configurar su NVIDIA Jetson para la implementación de YOLO11 .

¿Cuál es la ventaja de utilizar TensorRT con YOLO11 en NVIDIA Jetson?

El uso de TensorRT con YOLO11 optimiza el modelo para la inferencia, lo que reduce significativamente la latencia y mejora el rendimiento en los dispositivos Jetson NVIDIA . TensorRT proporciona una inferencia de aprendizaje profundo de alto rendimiento y baja latencia a través de la fusión de capas, la calibración de precisión y el autoajuste del núcleo. Esto conduce a una ejecución más rápida y eficiente, especialmente útil para aplicaciones en tiempo real como el análisis de vídeo y las máquinas autónomas.

¿Puedo ejecutar Ultralytics YOLO11 con DeepStream SDK en diferentes equipos Jetson de NVIDIA ?

Sí, la guía para desplegar Ultralytics YOLO11 con el SDK DeepStream y TensorRT es compatible con toda la gama Jetson de NVIDIA . Esto incluye dispositivos como el Jetson Orin NX 16GB con JetPack 5.1.3 y el Jetson Nano 4GB con JetPack 4.6.4. Consulte la sección Configuración de DeepStream para YOLO11 para conocer los pasos detallados.

¿Cómo puedo convertir un modelo YOLO11 a ONNX para DeepStream?

Para convertir un modelo YOLO11 al formato ONNX para su despliegue con DeepStream, utilice la función utils/export_yoloV8.py del DeepStream-Yolo repositorio.

Aquí tienes un comando de ejemplo:

python3 utils/export_yoloV8.py -w yolov8s.pt --opset 12 --simplify

Para más detalles sobre la conversión de modelos, consulte nuestra sección de exportación de modelos.

¿Cuáles son las pruebas de rendimiento de YOLO en NVIDIA Jetson Orin NX?

El rendimiento de los modelos YOLO11 en NVIDIA Jetson Orin NX 16GB varía en función de los niveles de precisión TensorRT . Por ejemplo, los modelos YOLOv8s alcanzan:

• FP32 Precisión: 15,63 ms/im, 64 FPS
• FP16 Precisión: 7,94 ms/im, 126 FPS
• INT8 Precisión: 5,53 ms/im, 181 FPS

Estas pruebas ponen de manifiesto la eficacia y capacidad de utilizar modelos YOLO11 optimizados para TensorRT en el hardware NVIDIA Jetson. Para más información, consulta nuestra sección de resultados de pruebas.

Creado hace 5 meses ✏️ Actualizado hace 2 meses

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