深度学习模型相关部署的学习：（yolov5）WIN10+CUDA11.3+TensorRT

什么是模型部署？

模型部署时机器学习项目的最后阶段之一，是将训练好的机器学习模型提供给最终用户的途径。需要以下三个步骤：

1. 模型持久化——一般以文件方式持久化
2. 选择适合的服务器加载已经持久化的模型
3. 提高服务接口，拉通前后端数据交流

一般有三种方法

• 依赖环境直接运行代码，flask框架下使用web提供服务
• 使用tensorflow serving
• tensorRT

tensorRT

caffe、pytorchde 等框架推荐Nvidia的TensorRT Inference Server，它支持所有模型的部署，包括TF系、ONNX系、mxnet等等，TRT会先对你的网络进行融合，合并可以同步计算的层，然后量化计算子图，让你的模型以float16、int8等精度进行推理，大大加速推理速度，而你只需要增加几行简单的代码就能实现。而且TRT Inference Server能够处理负载均衡，让你的GPU保持高利用率。
TensorRT是由C++、CUDA、python三种语言编写成ik=y一个库，其中核心代码为C++和CUDA，Python端作为前端与用户交互。当然，TensorRT也是支持C++前端的，如果我们追求高性能，C++前端调用TensorRT是必不可少的。

1. 安装tensorRT
   查看CUDA版本nvcc -V 为CUDA11.3
   查看CUDNN版本 8.4.0
   
   登录NVIDA官网下载对应版本的tensorRT
   
   下载完成后解压
   按照以下操作将文件合并
   这里
   在VS中点击重新生成显示成功，但是在点击exe文件的时候显示寻找zlibwapi.dll失败
   在这个网站
   下载x64版本的ddl，然后将lib文件复制到CUDA的lib文件夹，dll文件复制到bin文件夹中
   
   参考办法
   显示如下则成功
   
   这里就说明安装成功了，虽然提示了TensorRT was linked against cuDNN 8.4.1 but loaded cuDNN 8.4.0要加载cudnn8.4.1,但是本版本的cudnn8.4.0是支持cuda11.x的，所以可以正常运行的。

2. Yolov5转化为onnx
   发现yolov5源代码中自带转化代码，export.py，所以只需运行相应语句即可完成转换

python export.py --weights runs/train/exp12/weights/best.pt --img 640 --batch 1

(yolo) E:\PycharmProjects\yolo\yolov5-master>python export.py --weights runs/train/exp44/weights/best.pt --img 640 --batch 1
export: data=E:\PycharmProjects\yolo\yolov5-master\data\coco128.yaml, weights=[‘runs/train/exp44/weights/best.pt’], imgsz=[640], batch_size=1, device=cpu, half=False, inplace=False, train
=False, keras=False, optimize=False, int8=False, dynamic=False, simplify=False, opset=12, verbose=False, workspace=4, nms=False, agnostic_nms=False, topk_per_class=100, topk_all=100, iou_
thres=0.45, conf_thres=0.25, include=[‘torchscript’, ‘onnx’]
YOLOv5 2022-6-20 Python-3.7.0 torch-1.10.0+cu113 CPU
Fusing layers…
Model summary: 213 layers, 7047883 parameters, 0 gradients, 15.9 GFLOPs
PyTorch: starting from runs\train\exp44\weights\best.pt with output shape (1, 25200, 19) (13.8 MB)
TorchScript: starting export with torch 1.10.0+cu113…
TorchScript: export success, saved as runs\train\exp44\weights\best.torchscript (27.3 MB)
requirements: onnx not found and is required by YOLOv5, attempting auto-update…
ONNX: starting export with onnx 1.12.0…
ONNX: export success, saved as runs\train\exp44\weights\best.onnx (27.3 MB)
Export complete (17.14s)
Results saved to E:\PycharmProjects\yolo\yolov5-master\runs\train\exp44\weights
Detect: python detect.py --weights runs\train\exp44\weights\best.onnx
PyTorch Hub: model = torch.hub.load(‘ultralytics/yolov5’, ‘custom’, ‘runs\train\exp44\weights\best.onnx’)
Validate: python val.py --weights runs\train\exp44\weights\best.onnx
Visualize: https://netron.app

就好了！hhh
使用netron可以查看onnx结构

3. 安装onnx-simplifier简化模型
   【为什么要简化？】在训练完深度学习的pytorch或者tensorflow模型后，有时候需要把模型转成 onnx，但是很多时候，很多节点比如cast节点，Identity 这些节点可能都不需要，我们需要进行简化，这样会方便我们把模型转成ncnn或者mnn等这些端侧部署的模型格式或者通过tensorRT进行部署。

pip install onnx coremltools onnx-simplifier

简化：

python -m onnxsim 路径/best.onnx yolov5s-best-sim.onnx

好像并没有简化多少哈

接下来就是先把onnx转化为TensorRT的trt文件，然后让c++环境下的TensorRT直接加载trt文件，从而构建engine。
两种方法:

• tensorRT自带文件进行转化

/usr/src/tensorrt/bin/trtexec --onnx=input.onnx --saveEngine=out.engine --fp16 --workspace=1024

• 直接使用python代码实现转化

import tensorrt as trt
import sys
import os

TRT_LOGGER = trt.Logger(trt.Logger.WARNING)
EXPLICIT_BATCH = 1 << (int)(trt.NetworkDefinitionCreationFlag.EXPLICIT_BATCH)

def printShape(engine):
    for i in range(engine.num_bindings):
        if engine.binding_is_input(i):
            print("input layer: {}, shape is: {} ".format(i, engine.get_binding_shape(i)))
        else:
            print("output layer: {} shape is: {} ".format(i, engine.get_binding_shape(i)))

def onnx2trt(onnx_path, engine_path):
    with trt.Builder(TRT_LOGGER) as builder, builder.create_network(EXPLICIT_BATCH) as network, trt.OnnxParser(network, TRT_LOGGER) as parser:
        #builder.max_workspace_size = 1 << 28 # 256MB
        config = builder.create_builder_config()
        config.max_workspace_size = 1 << 28

        with open(onnx_path, 'rb') as model:
            parser.parse(model.read())
        #engine = builder.build_cuda_engine(network)
        profile = builder.create_optimization_profile()

        config = builder.create_builder_config()
        config.add_optimization_profile(profile)

        engine = builder.build_engine(network, config)

        printShape(engine)
        with open(engine_path, "wb") as f:
            f.write(engine.serialize())

if __name__ == "__main__":
    input_path = "E:/PycharmProjects/yolo/yolov5-master/yolov5s-best-sim.onnx"
    output_path = input_path.replace('.onnx', '.engine')
    onnx2trt(input_path, output_path)

tensorRT将yolov5部署至c++

上述步骤转成engine文件后卡住了，发现不会用c++对其进行处理
于是寻找了另一个部署方法，使用的代码为https://github.com/Monday-Leo/Yolov5_Tensorrt_Win10具体参照教程这里
按照此方法成功运行exe文件
获得数据如下，与python进行对比，快了很多
!](https://img-blog.csdnimg.cn/162beec7fa034b56b8be86c1f9356041.png)

接下来对自己训练的权重模型进行部署，同样步骤即可完成

但是存在疑问就是如何能把项目封装起来合并入c++项目呢？