Darknet——yolo3训练自己的数据集+在ros环境下实现目标检测实战教程（二）——训练自己的权重文件

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前言
一、安装darknet包和编译
二、制作自己的训练集并训练
总结

前言

经过之前的准备，基本已经具备了darknet运行的环境条件了，接下来是安装和编译darknet包和简单测试，准备自己的数据集训练自己的权重文件。

一、安装darknet包和编译

（一）代码下载：

可以直接参考github主页：https://github.com/leggedrobotics/darknet_ros

$mkdir -p catkin_workspace/src
$cd catkin_workspace/src
$git clone --recursive [email protected]:leggedrobotics/darknet_ros.git
$cd ../

注意：不用这种方式下载下来可能文件不完整，也不能直接到github网站上去下载，那样下载下来的darknet文件夹里面是空的，只能通过git clone下载，且必须要加上--recursive才能够下载完全。但是这样克隆可能会报错误。因为需要配置ssh以及生成密匙，添加github ssh密钥,可以参考：

https://blog.csdn.net/qq_34706266/article/details/93228721

本人也将该工程包上到的自己的github，但是略有修改，需要的可以自取：

https://github.com/zhuzhengming/darknet_ros_yolo3

（二）编译

在工作空间下，执行命令：

$catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

此时会开始编译整个项目，编译完成后会检查{catkin_ws}/darknet_ros/darknet_ros/yolo_network_config/weights文件下有没有yolov2-tiny.weights和yolov3.weights两个模型文件，默认下载好的代码里面为了节省体积是不带这两个模型文件的。因此编译之后会自动开始下载模型文件，此时又是一段漫长的等待时间。

如果出现报错：NVCC src/caffe/layers/reduction_layer.cu nvcc fatal : Unsupported gpu architecture 'compute_30' Makefile:588: recipe for target '.build_release/cuda/src/caffe/layers/reduction_layer.o' failed make: *** [.build_release/cuda/src/caffe/layers/reduction_layer.o] Error 1

这里是算力不匹配，则需要在/workspace/src/darknet_ros/darknet_ros中的Cmakelist.txt文件或者是Makefile文件中根据自己显卡和cuda版本注释掉不要的选项。

如果安装了CUDA和CUDNN，可以在Makefile文件里修改参数：

GPU=0
CUDNN=0
OPENCV=1
OPENMP=0
DEBUG=1

修改为：

GPU=1
CUDNN=1
OPENCV=1
OPENMP=0
DEBUG=1

然后执行以下命令编译(每次修改Makefile后都要重新编译)：

$ cd darknet
$ make

（三）下载预训练模型和简单测试

这里lov3-tiny.weights,在根目录下下载：

$wget https://pjreddie.com/media/files/yolov3-tiny.weights

简单测试：

在darknet根目录下：

1.图片测试：

$./darknet detect cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny.weights data/dog.jpg

2.实时视频测试：

$./darknet detector demo cfg/voc.data cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny.weights

这里就完成了darknet的安装和编译和测试,接下来是训练自己的数据集。

二、制作自己的数据集并训练

（一）准备数据集

在darknet的根目录下,建立标准的voc数据集：

$ cd scripts
$ mkdir -p VOCdevkit && cd VOCdevkit
$ mkdir -p VOC2021  && cd VOC2021
$ mkdir -p Annotations && mkdir -p ImageSets && mkdir -p  JPEGImages && mkdir -p labels

Annotations:存放标注后生成的.xml文件

JPEGImages:存放自己的图片素材

labels:存放对于yolo需要的数据格式的标签文件

（二）数据标注

这里主要使用labelImg工具,这个在windows和linux都有版本,这里提供linux的安装方法：

$ sudo apt-get install pyqt5-dev-tools
$ sudo pip3 install lxml
$ git clone https://github.com/tzutalin/labelImg.git
$ cd labelImg
$ make all
$ python3 labelImg.py  #打开labelImg

“open file ” -----"create rectbox " -----"输入类别名称 "-----“change save dir ”-----"Save" open dir选择JPEGImages，change save dir选择Annotations。

（三）生成训练集和测试集

ImageSets目录中,新建Main目录,然后在Main目录中新建两个文本文档train.txt和val.txt.分别用于存放训练集的文件名列表和测试集的文件名列表：

$ cd ImageSets 
$ mkdir -p Main && cd Main
$ touch train.txt test.txt

yolov3提供了将VOC数据集转为YOLO训练所需要的格式的脚本，在scripts/voc_label.py文件中,做一些修改：

sets改为自己的训练集

classes为自己训练的类型

执行该脚本：

$ python scrips/voc_label.py

在main文件下会生成train.txt和var.txt文件在darknet根目录下也会生成2021_train.txt和2021_var.txt文件,后面两个文件是带路径的,是训练需要的文件路径。

（四）修改必要的文件

1.修改data目录下的voc.names,修改为自己要训练的类型标签：

2.修改cfg目录下的voc.data文件：

主要是修改为自己的训练集路径和训练好的权重文件的保存路径,我这里用的绝对路径：

classes= 2
train  = /home/zhuzhengming/workspace/src/darknet_ros/darknet/2019_train.txt
valid  =/home/zhuzhengming/workspace/src/darknet_ros/darknet/2019_test.txt
names = /home/zhuzhengming/workspace/src/darknet_ros/darknet/data/voc.names
backup = /home/zhuzhengming/workspace/src/darknet_ros/darknet/backup

3.修改cfg目录下的yolov3-tiny.cfg文件:

将里面的classes和fliters修改,有两处,filiters的计算方法为:3*(classes + 5)：

如下为其中一处，修改参照此：

[convolutional]
size=1
stride=1
pad=1
filters=21
activation=linear



[yolo]
mask = 3,4,5
anchors = 10,14,  23,27,  37,58,  81,82,  135,169,  344,319
classes=2
num=6
jitter=.3
ignore_thresh = .7
truth_thresh = 1
random=0

（五）开始训练

1.生成预训练模型：

$ ./darknet partial cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny.weights yolov3-tiny.conv.15 15

2.训练：

$ ./darknet detector train cfg/voc.data cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny.conv.15 | tee person_train_log.txt

在这个过程中在backup文件夹下会保存对应迭代次数的中间结果,前1000次内每100次保存一个,超过1000次,每1000保存一次。

3.用训练好的权重文件来测试：

图片测试：

这里选择一张自己数据集里的一张图片作为测试

$ ./darknet detect cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny_900.weights VOCdevkit\VOC2019\JPEGImages\1.png

视频实时测试：

$ ./darknet detector demo cfg/voc.data cfg/yolov3-tiny.cfg yolov3-tiny_900.weights

总结

通过对darknet官方包的下载编译和重新配置，实现了其基本使用功能，在这基础上还完成了自己数据集的制作，并使用这个数据集来训练自己的权重文件，因为我训练的类别和次数较少，但是从测试结果来看，目标检测效果还不错。接下来是将这个深度学习网络在ros平台下使用实践。