单目3D目标检测——SMOKE 环境搭建|模型训练-阿里云开发者社区

单目3D目标检测——SMOKE 环境搭建|模型训练

2023-11-15 394

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本文涉及的产品

实时计算 Flink 版，5000CU*H 3个月

检索分析服务 Elasticsearch 版，2核4GB开发者规格 1个月

智能开放搜索 OpenSearch行业算法版，1GB 20LCU 1个月

简介： 本文分享SMOKE最新的版本的环境搭建，以及模型训练；环境关键库版本：pytorch 1.12.0、CUDA 11.3、cudnn 8.3.2、python 3.7、DCNv2。

1、docker 获取Nvidia 镜像

拉取镜像到本地：11.3.1-cudnn8-devel-ubuntu20.04

docker pull nvidia/cuda:11.3.1-cudnn8-devel-ubuntu20.04

拉取镜像完成后，用docker images命令查看镜像的情况：

docker images

能看到nvidia/cuda:11.3.1-cudnn8-devel-ubuntu20.04镜像在本地了，镜像大小是8.95G。

打开镜像（常规模式--支持使用GPU）

docker run -i -t --gpus all nvidia/cuda:11.3.1-cudnn8-devel-ubuntu20.04  /bin/bash

打开镜像（增强模式--支持使用GPU、映射目录、设置内存）

docker run -i -t -v /home/liguopu/:/guopu:rw --gpus all --shm-size 16G nvidia/cuda:11.3.1-cudnn8-devel-ubuntu20.04  /bin/bash

平常进入了docker环境，然后创建或产生的文件，在退出docker环境后会“自动销毁”；或者想运行本地主机的某个程序，发现在docker环境中找不到。

我们可以通过映射目录的方式，把本地主机的某个目录，映射到docker环境中，这样产生的文件会保留在本地主机中。

通过-v 把本地主机目录 /home/liguopu/ 映射到docker环境中的/guopu 目录；其权限是rw，即能读能写。

默认分配很小的内参，在训练模型时不够用，可以通过参数设置：比如，我电脑有32G内参，想放16G到docker中使用，设置为 --shm-size 16G。

参考我这篇博客：docker 获取Nvidia 镜像 | cuda |cudnn_cudnn镜像站_一颗小树x的博客-CSDN博客

2、安装Conda

默认的系统镜像可能没有conda也没有python，我们可以安装Anaconda，来搭建深度学习环境

这里有两个下载地址可以选择，分别是官方下载地址、清华大学开源软件镜像站。

官方下载地址：Free Download | Anaconda

如果觉得官方地址下载慢，可以尝试下清华大学的下载地址：

清华大学开源软件镜像站：Index of /anaconda/archive/ | 清华大学开源软件镜像站 | Tsinghua Open Source Mirror

比如选择：Anaconda3-2023.07-2-Linux-x86_64.sh

安装Anaconda3

进入下载文件的位置，打开终端terminal在文件目录下，使用bash 执行安装就可以啦：

bash Anaconda3-2023.07-2-Linux-x86_64.sh

安装过程：

1）输入回车键确认安装；

2）阅读Anaconda最终用户许可协议，按下回车浏览完信息；

3）问我们是否接受该协议，只能接受了，输入yes；（Do you accept the license terms? [yes|no]）

4）提示安装到以下位置，回车确认即可；（Anaconda3 will now be installed into this location:）

5）是否加入环境变量，通常是选择yes的；这个根据自己情况选择，如果经常用conda环境开发，建议选择yes（Do you wish the installer to initialize Anaconda3 in your /home/linuxidc/.bashrc ? [yes|no]）

完成conda安装：

用另一个终端打开这个镜像创建的容器：

能看到能conda的初始环境了，说明conda安装成功啦。

3、创建SMOKE环境

用conda命令创建

conda create -n SMOKE python=3.7

下载代码到本地

git clone https://github.com/lzccccc/SMOKE

安装torch1.12

conda install pytorch==1.12.0 torchvision==0.13.0 torchaudio==0.12.0 cudatoolkit=11.3 -c pytorch

修改DCNv2版本，改为最新的torch1.11（亲测可用）

https://github.com/lbin/DCNv2/tree/pytorch_1.11

下载DCNv2文件，然后：

将SMOKE源码中的smoke/csrc中的文件全部替换为DCNv2/src中的文件
将smoke/layers/dcn_v2.py文件替换为DCNv2/dcn_v2.py文件

替换后修改smoke/layers/dcn_v2.py中代码，把 import _ext as _backend 改为：from smoke import _ext as _backend

4、编译SMOKE环境

cd SMOKE
python setup.py build develop

编译成功信息

用coda list查看smoke库已经安装成功了

安装其他库

pip install yacs scikit-image tqdm  -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

5、下载kitti 3D目标检测数据集

官网链接：The KITTI Vision Benchmark Suite

需要下载的文件：

Download left color images of object data set (12 GB) 这是图片，包括训练集和测试集
Download camera calibration matrices of object data set (16 MB) 这是相机的标定相关的文件
Download training labels of object data set (5 MB) 这是图片训练集对应的标签
Download object development kit (1 MB) 这是评价模型的代码，后面要用到，训练时用不到

这个些文件在官网下载需要注册账号，而且需要tizi才会速度快；我保存到了百度网盘，方便下载。

下载好文件是这样的：

6、处理数据集

首先解压文件，在datasets文件夹中，创建一个kitti文件夹，按照如下路径存放：

kitti

│──training

│ ├──calib

│ ├──label_2

│ ├──image_2

│ └──ImageSets

└──testing

├──calib

├──image_2

└──ImageSets

这里除了ImageSets文件夹，其他都有了；ImageSets主要是存放训练或测试时，所用到那些文件，指定文件的名称；

比如，在kitti/training/ImageSets/目录下，创建一个文件trainval.txt，内容如下：

000000

000001

000002

...

007479

007480

那么如何生成这个trainval.txt，写个python小程序即可，这个程序放在xxxx/SMOKE-master/datasets/kitti/training/下，执行即可

比如命名为：create_imagesets_trainval_sort.py

代码如下：

'''
文件路径:
    xxxx/SMOKE-master/datasets/kitti/training/
'''
import os
# 获取文件夹下的所有文件名称，并排序
files  = os.listdir("./image_2")
files.sort()
# 创建/打开一个txt文件
save_txt  = open("./ImageSets/trainval.txt", 'w')
# 遍历列表，逐一获取文件名
for file in files:
    print("file:", file)
    file_name = file.split(".")[0]
    save_txt.write(file_name)
    save_txt.write("\n")

比如，在kitti/training/ImageSets/目录下，创建一个文件test.txt，内容如下：

000000

000001

000002

...

007516

007517

那么如何生成这个test.txt，写个python小程序即可，，这个程序放在xxxx/SMOKE-master/datasets/kitti/testing/下，执行即可

'''
文件路径:
    xxxx/SMOKE-master/datasets/kitti/testing/
'''
import os
# 获取文件夹下的所有文件名称，并排序
files  = os.listdir("./image_2")
files.sort()
# 创建/打开一个txt文件
save_txt  = open("./ImageSets/test.txt", 'w')
# 遍历列表，逐一获取文件名
for file in files:
    print("file:", file)
    file_name = file.split(".")[0]
    save_txt.write(file_name)
    save_txt.write("\n")

7、开始训练

首先看一个训练的配置文件，configs/smoke_gn_vector.yaml

MODEL:
  WEIGHT: "catalog://ImageNetPretrained/DLA34"
INPUT:
  FLIP_PROB_TRAIN: 0.5
  SHIFT_SCALE_PROB_TRAIN: 0.3
DATASETS:
  DETECT_CLASSES: ("Car", "Cyclist", "Pedestrian")
  TRAIN: ("kitti_train",)
  TEST: ("kitti_test",)
  TRAIN_SPLIT: "trainval"
  TEST_SPLIT: "test"
SOLVER:
  BASE_LR: 2.5e-4
  STEPS: (10000, 18000)
  MAX_ITERATION: 25000
  IMS_PER_BATCH: 32

MAX_ITERATION，这里官网的训练轮数是25000次，挺夸张的，可以修改。

IMS_PER_BATCH，批量大小是32，显存没这么大，可以改小一些。

STEPS，是训练过程中，在多少轮时，保存模型的权重；默认是10000轮、18000轮，自行修改。

其它的根据任务情况，修改即可。

单GPU训练的命令如下：

python tools/plain_train_net.py --config-file "configs/smoke_gn_vector.yaml"

模型开始训练打印信息

打印训练配置和模型结构

训练中，有提示信息，包括迭代轮数、损失、学习率变化等

[2023-09-24 16:15:11,299] smoke.data.datasets.kitti INFO: Initializing KITTI trainval set with 7481 files loaded

[2023-09-24 16:15:11,299] smoke.trainer INFO: Start training

[2023-09-24 16:15:16,859] smoke.trainer INFO: eta: 0:27:41 iter: 10 loss: 7.9971 (21.7083) hm_loss: 4.5385 (19.3146) reg_loss: 1.4058 (2.3936) time: 0.2013 (0.5557) data: 0.0078 (0.0284) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:18,872] smoke.trainer INFO: eta: 0:18:48 iter: 20 loss: 6.0802 (13.6487) hm_loss: 4.1279 (11.7072) reg_loss: 1.4058 (1.9416) time: 0.2011 (0.3786) data: 0.0078 (0.0182) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:20,889] smoke.trainer INFO: eta: 0:15:49 iter: 30 loss: 4.9480 (10.5877) hm_loss: 3.7482 (9.0827) reg_loss: 0.7232 (1.5050) time: 0.2012 (0.3196) data: 0.0079 (0.0148) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:22,904] smoke.trainer INFO: eta: 0:14:18 iter: 40 loss: 4.8069 (9.3238) hm_loss: 3.5018 (7.6436) reg_loss: 0.8950 (1.6802) time: 0.2012 (0.2901) data: 0.0080 (0.0131) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:24,921] smoke.trainer INFO: eta: 0:13:23 iter: 50 loss: 4.3501 (8.3160) hm_loss: 3.2921 (6.8062) reg_loss: 0.6793 (1.5098) time: 0.2011 (0.2724) data: 0.0080 (0.0121) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:26,954] smoke.trainer INFO: eta: 0:12:47 iter: 60 loss: 4.1979 (7.6786) hm_loss: 3.2857 (6.2086) reg_loss: 0.5120 (1.4699) time: 0.2022 (0.2609) data: 0.0080 (0.0114) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:28,982] smoke.trainer INFO: eta: 0:12:20 iter: 70 loss: 4.2102 (7.2046) hm_loss: 3.0555 (5.7704) reg_loss: 0.8590 (1.4341) time: 0.2027 (0.2526) data: 0.0080 (0.0109) lr: 0.00025000 max men: 4816

[2023-09-24 16:15:31,048] smoke.trainer INFO: eta: 0:12:00 iter: 80 loss: 4.5890 (6.9815) hm_loss: 2.9401 (5.4155) reg_loss: 1.4550 (1.5660) time: 0.2029 (0.2468) data: 0.0080

训练完成