一、基礎(chǔ)知識

（一）Vitis? AI開發(fā)環(huán)境

Vitis? AI開發(fā)環(huán)境可在賽靈思硬件平臺上加速 AI 推斷，包括邊緣器件和 Alveo? 加速器卡。此環(huán)境由經(jīng)過最優(yōu)化的 IP 核、工具、庫、模型和設(shè)計示例組成。其設(shè)計以高效和易用為核心，旨在通過賽靈思 SoC 和自適應(yīng)計算加速平臺 (ACAP) 來充分發(fā)掘 AI 加速的全部潛能。Vitis AI 開發(fā)環(huán)境將底層可編程邏輯的繁復(fù)細節(jié)加以抽象化，從而幫助不具備 FPGA 知識的用戶輕松開發(fā)深度學(xué)習(xí)推斷應(yīng)用。

（二）Vitis AI Model Zoo

Vitis AI 有個很有重要的工具：Vitis AI Model Zoo，類似于Vitis AI的模型商城。

Vitis AI Model Zoo 包含經(jīng)過最優(yōu)化的深度學(xué)習(xí)模型，可在賽靈思平臺上加速部署深度學(xué)習(xí)推斷。這些模型涵蓋了不同的應(yīng)用，包括 ADAS/AD、視頻監(jiān)控機器人學(xué)和數(shù)據(jù)中心等。用戶可從這些經(jīng)過預(yù)訓(xùn)練的模型開始著手，享受深度學(xué)習(xí)加速所帶來的諸多利益。

（三）ADAS

高級駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driving Assistance System）是利用安裝在車上的各式各樣傳感器（毫米波雷達、激光雷達、單雙目攝像頭以及衛(wèi)星導(dǎo)航），在汽車行駛過程中隨時來感應(yīng)周圍的環(huán)境，收集數(shù)據(jù)，進行靜態(tài)、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤，并結(jié)合導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)，進行系統(tǒng)的運算與分析，從而預(yù)先讓駕駛者察覺到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。 近年來ADAS市場增長迅速，原來這類系統(tǒng)局限于高端市場，而現(xiàn)在正在進入中端市場，與此同時，許多低技術(shù)應(yīng)用在入門級乘用車領(lǐng)域更加常見，經(jīng)過改進的新型傳感器技術(shù)也在為系統(tǒng)布署創(chuàng)造新的機會與策略。

二、環(huán)境搭建

Vitis AI 庫有兩種安裝方法。一種是通過配置 PetaLinux 來重構(gòu)系統(tǒng)，另一種則是在線安裝 Vitis AI 庫，安裝 Vitis-AI 庫后，再安裝 Vitis-AI 從屬庫。

（一）系統(tǒng)下載&安裝

PetaLinux 以前沒玩過，那就體驗一把。先從官網(wǎng)下載PetaLinux系統(tǒng)鏡像（https://china.xilinx.com/member/forms/download/design-license-xef.html?filename=xilinx-kv260-dpu-v2022.2-v3.0.0.img.gz），注意先注冊AMD賬號，然后填寫一些信息才能注冊成功，壓縮文件有3.3G，解壓后的文件8.8G。

注意文件命名，Vitis AI 版本為V3.0.0，此處有個坑，后續(xù)遇到再說。IMG文件燒錄TF卡后上電，PetaLinux 就這樣：

root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI# uname -a
Linux xilinx-kv260-starterkit-20222 5.15.36-xilinx-v2022.2 #1 SMP Mon Oct 3 07:50:07 UTC 2022 aarch64 aarch64 aarch64 GNU/
root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI#

映入眼簾的就是2個文件夾，包括鼎鼎大名的Vitis-AI ：

接下來將在這個文件夾中玩的不亦樂乎。

（二）準備圖像包

在官方鏈接（https://china.xilinx.com/bin/public/openDownload?filename=vitis_ai_runtime_r3.0.0_image_video.tar.gz）下載`vitis_ai_runtime_r3.0.0_image_video.tar.gz，其中包括demo需要的圖像和視頻文件，下載后解壓備用。

三、ADAS目標識別

Vitis AI 提供L了許多實例，其中包括一個ADAS目標識別的demo，在Vitis-AI/examples/vai_runtime/adas_detection中，可執(zhí)行CPP程序已經(jīng)編譯好，可以直接執(zhí)行。

在執(zhí)行demo之前，先看看readme。

Before running the program, please download the corresponding model and install it.
The model required by this sample is: yolov3_adas_pruned_0_9
You can find the detailed informantion of this model under
   Vitis-AI/models/AI-Model-Zoo/model-list/dk_yolov3_cityscapes_256_512_0.9_5.46G_1.3/model.yaml

In the model.yaml, you will find the model's download links for different platforms.
Please choose the corresponding model and download it.

Take ZCU102/ZCU104 as an example, execute the following commands to download and install the model.
        wget https://www.xilinx.com/bin/public/openDownload?filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r2.5.0.tar.gz -O yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r2.5.0.tar.gz
        mkdir -p /usr/share/vitis_ai_library/models
        tar -xzvf yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r2.5.0.tar.gz
        cp yolov3_adas_pruned_0_9 /usr/share/vitis_ai_library/models -r

把非KV260的內(nèi)容截掉了，readme基本上就是告訴用戶，去Vitis AI Model Zoo下載相應(yīng)的model并安裝。

那就照著guideline開動，將之前圖形包中的adas.webm文件拷貝至當前目錄，然后執(zhí)行./adas_detection adas.webm /usr/share/vitis_ai_library/models/yolov3_adas_pruned_0_9/yolov3_adas_pruned_0_9.xmodel，嗯，出錯了：

**注意，坑來了！**系統(tǒng)提示Please re-compile xmodel是不是？要不去重編xmodel？仔細看看問題，原來是系統(tǒng)是Vitis AI V3.0，xmodel卻是V2.5，導(dǎo)致CHECK fingerprint fail，直接去Vitis AI Model Zoo下載個V3.0的xmodel就好了，說干就干！

root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI/examples/vai_runtime/adas_detection# wget https://www.xilinx.com/bin/public/openDownload?filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz -O yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz
--2023-09-27 06:52:41--  https://www.xilinx.com/bin/public/openDownload?filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz
Resolving www.xilinx.com... 223.119.248.58, 223.119.248.90
Connecting to www.xilinx.com|223.119.248.58|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 302 Moved Temporarily
Location: https://xilinx-ax-dl.entitlenow.com/dl/ul/2023/01/06/R210771244/yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz?hash=PJrrJ06TWqMoH_m1gKVgXw&expires=1695855161&filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz [following]
--2023-09-27 06:52:41--  https://xilinx-ax-dl.entitlenow.com/dl/ul/2023/01/06/R210771244/yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz?hash=PJrrJ06TWqMoH_m1gKVgXw&expires=1695855161&filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz
Resolving xilinx-ax-dl.entitlenow.com... 223.119.244.25
Connecting to xilinx-ax-dl.entitlenow.com|223.119.244.25|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 302 Moved Temporarily
Location: https://amd-ax-dlf.entitlenow.com/dl/ul/2023/01/06/R210771244/yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz?hash=PJrrJ06TWqMoH_m1gKVgXw&expires=1695855161&filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz [following]
--2023-09-27 06:52:45--  https://amd-ax-dlf.entitlenow.com/dl/ul/2023/01/06/R210771244/yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz?hash=PJrrJ06TWqMoH_m1gKVgXw&expires=1695855161&filename=yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz
Resolving amd-ax-dlf.entitlenow.com... 223.119.248.34, 223.119.248.40, 2402:4f00:4002:400::df77:f828, ...
Connecting to amd-ax-dlf.entitlenow.com|223.119.248.34|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 1875420 (1.8M) [application/octet-stream]
Saving to: 'yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz'

yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_ 100%[==================================================>]   1.79M  1.54MB/s    in 1.2s

2023-09-27 06:52:50 (1.54 MB/s) - 'yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz' saved [1875420/1875420]

root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI/examples/vai_runtime/adas_detection#

再次執(zhí)行以下命令：

root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI/examples/vai_runtime/adas_detection# tar -xzvf yolov3_adas_pruned_0_9-zcu102_zcu104_kv260-r3.0.0.tar.gz
yolov3_adas_pruned_0_9/
yolov3_adas_pruned_0_9/meta.json
yolov3_adas_pruned_0_9/yolov3_adas_pruned_0_9.xmodel
yolov3_adas_pruned_0_9/md5sum.txt
yolov3_adas_pruned_0_9/yolov3_adas_pruned_0_9.prototxt
yolov3_adas_pruned_0_9_acc/
yolov3_adas_pruned_0_9_acc/yolov3_adas_pruned_0_9_acc.prototxt
yolov3_adas_pruned_0_9_acc/yolov3_adas_pruned_0_9_acc.xmodel
root@xilinx-kv260-starterkit-20222:~/Vitis-AI/examples/vai_runtime/adas_detection# cp yolov3_adas_pruned_0_9 /usr/share/vitis_ai_library/models -r

四、ADAS目標識別體驗

（一）目標識別

接上HDMI顯示器、鍵盤&鼠標，在KV260上執(zhí)行（如果在SSH或串口上執(zhí)行會提示cv::Exception）：

`./adas_detection video/adas.webm /usr/share/vitis_ai_library/models/yolov3_adas_pruned_0_9/yolov3_adas_pruned_0_9.xmodel`

視頻在最后，可以看出識別的準確性和實時性都不錯，F(xiàn)PS保持在40左右。

（二）dashboard監(jiān)測

KV260在PetaLinux上提供了一個Hardware Platform Statistics頁面，挺有意思的，用于展示系統(tǒng)硬件資源實時消耗情況。監(jiān)控的內(nèi)容包括CPU消耗、內(nèi)存空閑和消耗、電壓、溫度…

下面是一張執(zhí)行ADAS目標識別后CPU使用情況，可以看出CPU使用率一下子拉升了，A53的資源還是緊張了點，要是A72就好了。

最后

馬上中秋&國慶來了，終于在節(jié)前把第三篇作業(yè)完成，祝各位節(jié)日快樂！


審核編輯：湯梓紅