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UnitV2内置识别服务
驱动安装
根据使用的操作系统的下载相应的SR9900驱动程序。
Windows10
将驱动压缩包解压至桌面路径->进入设备管理器中选中当前未识别的设备(名称为USB 10/100 LAN或带有SR9900字符)->右键选择自定义更新->选中压缩包解压的路径->点击确认,等待更新完成。
MacOS
解压驱动压缩包->双击打开SR9900_v1.x.pkg文件->根据提示点击下一步安装。(压缩包内包含了详细版本的驱动安装教程pdf)
- 安装完成后,若网卡无法正常启用,可以打开终端,使用下方命令重新启用网卡。
sudo ifconfig en10 down
sudo ifconfig en10 up
连接设备
连接USB进行供电后,UnitV2将自动启动,电源指示灯将显示红色白色,启动完成后熄灭。UnitV2 内部集成由M5Stack开发的基础Ai识别应用,内置多种识别功能(如人脸识别,对象跟踪等常用功能),能够快速帮助用户构建Ai识别应用。通过以下两种连接方式,PC端/移动端能够通过浏览器访问域名unitv2.py或IP:10.254.239.1访问通过识别功能的预览网页。识别过程中,UnitV2将通过串口(底部HY2.0-4P接口)不断输出识别样本数据(JSON格式,UART: 115200bps 8N1)
注意:内置识别服务在Safari浏览器上存在部分的兼容性问题,推荐使用Chrome浏览器访问。
Ethernet模式连接: UnitV2内置了一张有线网卡, 当你通过TypeC接口连接PC时,将自动与UnitV2建立起网络连接。AP模式连接: UnitV2启动后,将默认开启AP热点(SSID: M5UV2_XXX: PWD:12345678),用户可以通过WiFi接入与UnitV2建立起网络连接。
内置功能
功能切换
通过点击功能页面的导航栏或Serial Port通信发送JSON指令的方式切换不同的识别功能。 注意: 发送的指令字符串除了结尾处, 其他位置不允许插入换行符。
//function键的值可被指定为下列功能的任意一个
Audio FFT
Code Detector
Face Detector
Lane Line Tracker
Motion Tracker
Shape Matching
Camera Stream
Online Classifier
Color Tracker
Face Recognition
Target Tracker
Shape Detector
Object Recognition
//请注意args必须为一个列表。
{
"function":"Object Recognition",
"args":[
"yolo_20class"
]
}
切换功能状态响应的数据格式
//若功能切换成功,将收到回复
{
"msg":"function switched to Object Recognition."
}
//若指定的功能不存在,将收到回复
{
"error":"function Object Recognition not exist"
}
//若功能切换失败,将收到回复
{
"error":"invalid function."
}
1. Camera Stream
1.1 描述
480P实时视频预览。
480P real-time video preview.
1.2 串口操作
切换功能至 Camera Stream
{
"function": "Camera Stream",
"args": ""
}
2. Code Detector
2.1 描述
识别画面中的二维码,返回二维码的坐标与内容。
2.2 网页操作
2.2 串口操作
请切换功能至 Code Detector
{
"function": "Code Detector",
"args": ""
}
2.3 样例输出
{
"running":"Code Detector",
"num":2, // 二维码的数目
"code":[
{
"prob": 0.987152, // 置信率
"x":10, // 0 ~ 640
"y":10, // 0 ~ 480
"w":30,
"h":30, // 二维码的边界框
"type":"QR/DM/Maxi", // include "Background", "QR/DM/Maxi", "SmallProgramCode", "PDF-417", "EAN", "Unknown"
"content":"m5stack"
},
{
"prob": 0.987152, // 置信率
"x":10,
"y":10,
"w":30,
"h":30, // 二维码的边界框
"type":"QR/DM/Maxi", // include "Background", "QR/DM/Maxi", "SmallProgramCode", "PDF-417", "EAN", "Unknown"
"content":"m5stack"
}
]
}
3. Object Recongnition
3.1 描述
基于YOLO Fastest与NanoDet的目标检测。支持V-Training。
3.2 网页操作
- 点击Add上传模型文件。tar格式,训练自定义模型请查看教程UnitV2 V-Training
- 选中模型后点击Run可以运行指定的模型。(内置模型: nanodet_80class, yolo_20classs可直接运行使用)
3.3 串口操作
请切换功能至 Object Recongnition
//选择参数“yolo_20class”切换至该功能
{
"function": "Object Recognition",
"args": ["yolo_20class"]
}
//选择参数“nanodet_80class”切换至该功能
{
"function": "Object Recognition",
"args": ["nanodet_80class"]
}
内置模型所支持识别的对象
yolo_20class: [
"aeroplane", "bicycle", "bird", "boat", "bottle", "bus", "car", "cat", "chair", "cow", "diningtable", "dog",
"horse", "motorbike", "person", "pottedplant", "sheep", "sofa", "train", "tvmonitor"
]
nanodet_80class: [
"person","bicycle","car","motorbike","aeroplane","bus","train","truck","boat","traffic light",
"fire hydrant","stop sign","parking meter","bench","bird","cat","dog","horse","sheep","cow",
"elephant","bear","zebra","giraffe","backpack","umbrella","handbag","tie","suitcase","frisbee",
"skis","snowboard","sports ball","kite","baseball bat","baseball glove","skateboard","surfboard",
"tennis racket","bottle","wine glass","cup","fork","knife","spoon","bowl","banana","apple",
"sandwich","orange","broccoli","carrot","hot dog","pizza","donut","cake","chair","sofa","pottedplant",
"bed","diningtable","toilet","tvmonitor","laptop","mouse","remote","keyboard","cell phone","microwave",
"oven","toaster","sink","refrigerator","book","clock","vase","scissors","teddy bear","hair drier","toothbrush"
]
3.4 样例输出
{
"num": 1,
"obj": [
{
"prob": 0.938137174,
"x": 179,
"y": 186,
"w": 330,
"h": 273,
"type": "person"
}
],
"running": "Object Recognition"
}
4. Color Tracker
4.1 描述
检测指定的颜色区域,返回颜色区域的坐标。
4.2 网页操作
可以直接调整LAB阈值滑条可以滤除背景,得到感兴趣的颜色区域。 也可以在画面直接框出感兴趣的颜色区域,系统将自动计算出目标区域占比最多的颜色并将背景滤除,你可以在计算的基础上进一步调整滑条取得更好的过滤效果。 点击“To Mask Mode”按钮将会切换至Mask模式,在该模式下你可以直接看到滤除效果。再点击“To RGB Mode” 按钮将会切换回RGB模式。
- 关于CIELAB 色彩空间
- LAB 阈值被映射至0~255.
- LAB中的L代表亮度,通常不设置此阈值（0~255）,表示忽略亮度带来的影响。但是这将会导致算法无法区分黑色和白色,请注意。
- 算法只会返回最大的目标
4.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 Color Tracker
{
"function": "Color Tracker",
"args": ""
}
4.3.1 指定 LAB 阈值
- Send
// * LAB阈值映射为0~255 { "config":"Color Tracker", "l_min":0, // 0 ~ 255 "l_max":0, // 0 ~ 255 "a_min":0, // 0 ~ 255 "a_max":0, // 0 ~ 255 "b_min":0, // 0 ~ 255 "b_max":0 // 0 ~ 255 } - Receive
{ "running":"Color Tracker", "msg":"Data updated." }
4.3.2 指定ROI (自动计算阈值)
- Send
{ "config":"Color Tracker", "x":0, // 0 ~ 640 "y":0, // 0 ~ 480 "w":30, "h":30, } - Receive
// * va与vb指的是ROI内的色彩离散程度,若离散度较高则追踪效果较差。 { "running":"Color Tracker", "a_cal":0.0, "b_cal":0.0, // 计算阈值 "va":0.0, "vb":0.0, // 颜色分散率 "l_min":0, // 固定值 0 "l_max":255, // 固定值 255 "a_min":0, // a_cal - (10 + (int)(va / 2.0f)) "a_max":0, // a_cal + (10 + (int)(va / 2.0f)) "b_min":0, // b_cal - (10 + (int)(vb / 2.0f)) "b_max":0 // b_cal + (10 + (int)(vb / 2.0f)) }
4.4 样例输出
{
"running":"Color Tracker",
"cx": 0, // 中心 X 轴坐标
"cy": 0, // 中心 Y 轴坐标
"r": 0, // 半径
"mx": 0, // moment x position
"my": 0 // moment y position
}
5. LaneLine Tracker
5.1 描述
检测画面中的道路线,将其拟合成直线,返回直线角度与坐标。
5.2 网页操作
可以直接调整LAB阈值滑条可以滤除背景,得到感兴趣的颜色区域。 也可以在画面直接框出感兴趣的颜色区域,系统将自动计算出目标区域占比最多的颜色并将背景滤除,你可以在计算的基础上进一步调整滑条取得更好的过滤效果。 点击“To Mask Mode”按钮将会切换至Mask模式,在该模式下你可以直接看到滤除效果。再点击“To RGB Mode” 按钮将会切换回RGB模式。
- 关于CIELAB 色彩空间
- LAB 阈值被映射至0~255.
- LAB中的L代表亮度,通常不设置此阈值（0~255）,表示忽略亮度带来的影响。但是这将会导致算法无法区分黑色和白色,请注意。
5.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 LaneLine Tracker
{
"function": "Lane Line Tracker",
"args": ""
}
5.3.1 指定 LAB 阈值
- Send
// * LAB阈值映射为0~255 { "config":"Lane Line Tracker", "l_min":0, // 0 ~ 255 "l_max":0, // 0 ~ 255 "a_min":0, // 0 ~ 255 "a_max":0, // 0 ~ 255 "b_min":0, // 0 ~ 255 "b_max":0, // 0 ~ 255 } - Receive
{ "running":"Lane Line Tracker", "msg":"Data updated." }
5.3.2 指定ROI (自动计算阈值)
- Send
{ "config":"Lane Line Tracker", "x":0, // 0 ~ 640 "y":0, // 0 ~ 480 "w":30, "h":30, } - Receive
//* va与vb指的是ROI内的色彩离散程度,若离散度较高则分割效果较差。 { "running":"Lane Line Tracker", "a_cal":0.0, "b_cal":0.0, // 计算阈值 "va":0.0, "vb":0.0, // 颜色分散率 "l_min":0, // 固定值 0 "l_max":255, // 固定值 255 "a_min":0, // a_cal - (10 + (int)(va / 2.0f)) "a_max":0, // a_cal + (10 + (int)(va / 2.0f)) "b_min":0, // b_cal - (10 + (int)(vb / 2.0f)) "b_max":0 // b_cal + (10 + (int)(vb / 2.0f)) }
5.4样例输出
{
"running":"Lane Line Tracker",
"x":0,
"y":0, // 拟合线的基点
"k":0 // 拟合线斜率
}
6. Target Tracker
6.1 描述
在画面上选中目标并追踪,使用的是MOSSE算法。
6.2 网页操作
只需要在画面上框出感兴趣的目标。
6.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 Target Tracker
{
"function": "Target Tracker",
"args": ""
}
6.4 样例输出
{
"running":"Target Tracker",
"x":0,//0~640
"y":0,//0~480
"w":0,
"h":0
}
7. Motion Tracker
7.1 描述
检测并追踪移动的目标,返回目标的坐标与角度。
7.2 网页操作
点击 'Set as background' 按钮确定背景。该算法可以适应缓慢变化的背景。
7.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 Motion Tracker
{
"function": "Motion Tracker",
"args": ""
}
7.3.1 确定背景
Send
// 发送这条指令将会确定背景 { "config":"Motion Tracker", "operation":"update" }Receive
{ "running":"Motion Tracker", "msg":"Background updated." }
7.4 样例输出
{
"running":"Motion Tracker",
"num":2,
"roi":[
{
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"angle":0.0,
"area":0
},
{
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"angle":0.0,
"area":0
}
]
}
8. Online Classifier
8.1 描述
这个功能可以实时训练并分类绿色目标框内的物体,训练得到的特征值可以被保存在设备上供下次使用。
8.2 网页操作
- 点击'Reset'按钮清除已有的类别,并进入训练模式。
- 点击'+'按钮创建新的类别。
- 选中想要训练的类别。
- 将要训练的物体放在绿色目标框内。
- 点击'Train'按钮完成一次训练。
- 改变物体的角度重复训练,直到你认为达到了预期效果。
- 点击'save&run'按钮将训练结果保存在设备上,并退出训练模式,进行物体识别分类。
8.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至Online Classifier
{
"function": "Online Classifier",
"args": ""
}
8.3.1 Train
Send
//这条指令将使设备进入训练模式,并提取一次特征存储到指定的分类下。若class_id不存在,则会创建这个类。 { "config":"Online Classifier", "operation":"train", "class_id":1, // Integer (0 ~ N), class的ID "class":"class_1" // String, class的名字 }Receive
{ "running":"Online Classifier", "msg":"Training [class name] [num of training] times" }
8.3.2 Save&Run
Send
{ "config":"Online Classifier", "operation":"saverun", }Receive
{ "running":"Online Classifier", "msg":"Save and run." }
8.3.3 Reset
Send
//这条指令将会使设备进入训练模式并清除所有的分类。 { "config":"Online Classifier", "operation":"reset", }Receive
{ "running":"Online Classifier", "msg":" Please take a picture." }
8.4 样例输出
{
"running":"Online Classifier",
"class_num":2, // 识别出的class数目
"best_match":"class_1", // 最佳匹配class
"best_score":0.83838, // 最佳匹配分数
"class":[ // 每一个class的分数
{
"name":"class_1",
"score":0.83838
},
{
"name":"class_2",
"score":0.66244
}
]
}
9. Face Recognition
9.1 描述
检测并识别人脸。
9.2 网页操作
- 点击Reset按钮可以清除全部已有的面孔。
- 点击+按钮创建新的面孔。
- 选中要训练的面孔。
- 看向摄像头,确保要训练的面孔处于合适的位置。
- 点击Train按钮。
- 训练时,当边界框为黄色代表正在训练,这时你可以缓慢转动头部来采样不同的角度,取得更好的识别效果。
- 若边界框变为红色代表已经丢失目标,通常是因为面孔变化幅度太大,请调整面孔位置直到面孔被重新找到。
- 当你认为达到预期效果后点击Stop,现在设备已经能够识别这个面孔。
- 点击Save按钮将特征数据保存到设备上以供下次使用。
9.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至Face Recognition
{
"function": "Face Recognition",
"args": ""
}
9.3.1 Train
Send
//若要创建一个新的面孔,请按顺序提供face_id (0 ~ N)。 { "config":"Face Recognition", "operation":"train", "face_id":1, // Integer (0 ~ N), 面孔的ID "name":"tom" // String, 面孔的名字 } //举例,目前已经有了3个面孔（0~2）,要创建新的面孔,需要将id指定为3。Receive (Success)
{ "running":" Face Recognition ", "msg":"Training tom" // 培训面名称 }Receive (Error)
{ "running":"Face Recognition", "msg":"Invalid face id" }
9.3.2 Stop Train
Send
{ "config":" Face Recognition ", "operation":" stoptrain", }Receive
{ "running":"Face Recognition", "msg":"Exit training mode." }
9.3.3 Save&Run
Send
{ "config":" Face Recognition ", "operation":"saverun", }Receive
{ "running":"Face Recognition", "msg":"Faces saved." }
9.3.4 Reset
Send
//这条指令将会删除全部的面孔。 { "config":"Face Recognition", "operation":"reset", }Receive
{ "running":"Face Recognition", "msg":"Reset success" }
9.4样例输出
9.4.1 Training Mode
{
"running":"Face Recognition",
"status":"training", // training（培训） or missing（丢失）
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0, // 面部识别边界框
"prob":0, // 检测置信率
"name":0,
}
9.4.2 Normal Mode （匹配得分>0.5）
{
"running":"Face Recognition",
"num":1, // 识别出面部的数目
"face":[
{
"x":0, // 0 ~ 320
"y":0, // 0 ~ 240
"w":30,
"h":30, // 面部识别边界框
"prob":0, // 检测置信率
"match_prob":0.8, // 匹配置信率
"name": "tom",
"mark":[ // landmarks
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
]
},
]
}
9.4.3 Normal Mode （匹配得分<=0.5)
{
"running":"Face Recognition",
"num":1, // 识别出面部的数目
"face":[
{
"x":0, // 0 ~ 320
"y":0, // 0 ~ 240
"w":30,
"h":30, // 面部识别边界框
"prob":0, // 置信率
"name": "unidentified",
"mark":[ // landmarks
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
]
},
]
}
10. Face Detector
10.1 描述
检测画面中的人脸并给出5点landmark。
10.2 网页操作
10.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 Face Detector
{
"function": "Face Detector",
"args": ""
}
10.4样例输出
{
"running":"Face Detector",
"num":1, // 识别出面部的数目
"face":[
{
"x":0,
"y":0,
"w":30,
"h":30, // 面部识别边界框
"prob":0, // 置信率
"mark":[ // landmark
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
},
{
"x":0,
"y":0
}
]
}
]
}
11. Shape Detector
11.1 描述
检测画面中的形状并计算其面积。能够识别正方形、长方形、三角形、五边形、圆形。
11.2 网页操作
点击 'Set as background' 按钮确定背景。该算法可以适应缓慢变化的背景。
11.3 串口操作
进行以下操作前,请切换功能至 Shape Detector
{
"function": "Shape Detector",
"args": ""
}
Send
// 发送这条指令将会确定背景 { "config":"Shape Detector", "operation":"update" }Receive
{ "running":"Shape Detector", "msg":"Background updated." }11.4样例输出
{
"running":"Shape Detector",
"num":2,
"shape":[
{
"name":"Rectangle", // "unidentified", "triangle", "square", "rectangle", "pentagon", "circle"
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"angle":0.0, // 可在形状为正方形或矩形时使用
"area":0
},
{
"name":"Rectangle", // "unidentified", "triangle", "square", "rectangle", "pentagon", "circle"
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"angle":0.0, // 可在形状为正方形或矩形时使用
"area":0
}
]
}
12. Shape Matching
12.1 描述
匹配给定的任意形状（但是形状最好不要含有曲线）,上传的形状会被转换为特征数据被保存在设备上以供下次使用。
12.2 网页操作
点击add按钮添加一个形状,你需要上传一张如下图所示的形状模板图片（png格式,形状为黑色背景为白色）,文件名将会是形状的名字。
点击reset按钮可以清除全部已经上传的形状。
点击 'Set as background' 按钮确定背景。该算法可以适应缓慢变化的背景。
12.3 串口操作
待开发,暂未支持。
12.4样例输出
// 这里返回的shape就是上传的模板的文件名,请注意若置信率低于30%则会被标识为unidentified。
{
"running":"Shape Matching",
"num":2,
"shape":[
{
"name":"arrow", // 您的自定义形状名称,当置信率小于30时无法识别
"max_score":83, // 置信率评分,如果形状不明,就没有
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"area":0
},
{
"name":"unidentified", // 您的自定义形状名称,当信心分数小于30时无法识别
"x":0,
"y":0,
"w":0,
"h":0,
"area":0
},
]
}
13. Audio FFT
13.1 描述
通过设备上的麦克风捕获音频,进行实时FFT（快速傅里叶变换）并绘制出时间-频率图。下方的绿色图表是音频的RMS,表示当前的响度。
- 麦克风响应截止频率为10KHz左右。
13.2 网页操作
13.3 串口操作
None
13.4样例输出
None
串口读取
识别过程中,UnitV2将通过串口(底部HY2.0-4P接口)不断输出识别样本数据(JSON格式,UART: 115200bps 8N1)。下方分别为不同平台下读取识别结果的案例程序。
Arduino
JSON字符串可以使用 ArduinoJson 库进行解析。
void setup() {
Serial.begin(115200);
Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 16, 17);
}
void loop() {
if(Serial2.available()) {
String recvStr = Serial2.readStringUntil('/n');
if(recvStr[0] == '{'){
Serial.print(recvStr);
}
}
}
Micropython
import machine
import json
uart1 = machine.UART(1, tx=16, rx=17)
uart1.init(115200, bits=8, parity=None, stop=1)
PROTOCOL_START = b'{'[0]
while True:
if uart1.any():
data = uart1.readline()
if data[0] == PROTOCOL_START:
json_data = json.loads(data)
使用python调用模型文件
from json.decoder import JSONDecodeError
import subprocess
import json
import base64
import serial
import time
from datetime import datetime
from PIL import Image
import os
import io
uart_grove = serial.Serial('/dev/ttyS0', 115200, timeout=0.1)
reconizer = subprocess.Popen(['/home/m5stack/payload/bin/object_recognition', '/home/m5stack/payload/uploads/models/nanodet_80class'],
stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
reconizer.stdin.write("_{\"stream\":1}\r\n".encode('utf-8'))
reconizer.stdin.flush()
img = b''
while True:
today = datetime.now()
path = str(today.strftime("%Y_%m_%d") + "/")
newpath = "/media/sdcard/" + path
line = reconizer.stdout.readline().decode('utf-8').strip()
if not line:
break # Process finished or empty line
try:
doc = json.loads(line)
if 'img' in doc:
byte_data = base64.b64decode(doc["img"])
img = bytes(byte_data)
elif 'num' in doc:
for obj in doc['obj']:
uart_grove.write(str(obj['type'] + '\n').encode('utf-8'))
if obj['type'] == "aeroplane":
print('aeroplane ' + today.strftime("%Y_%m_%d_%H_%M_%S"))
if os.path.exists(newpath):
image_path = newpath + today.strftime("%Y_%m_%d_%H_%M_%S") + ".jpg"
img = Image.open(io.BytesIO(byte_data))
img.save(image_path, 'jpeg')
else:
os.mkdir(newpath)
image_path = newpath + today.strftime("%Y_%m_%d_%H_%M_%S") + ".jpg"
img = Image.open(io.BytesIO(byte_data))
img.save(image_path, 'jpeg')
time.sleep(1)
else:
print('Not detect '+ today.strftime("%Y_%m_%d_%H_%M_%S"))
except JSONDecodeError as e:
print("Error: Invalid JSON string")
print("JSONDecodeError:", str(e))