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Rasbperry Pi で GPU プログラミング! [Raspberry Pi]

Deep Learning ネタをやっているとGPUに多少詳しくなってきます。ニューラルネットワークでは膨大な量の行列積演算(GEMM)が必要で、それを効率よく計算するにはGPUが最も効果的だからです。

CPUは一つ一つの手続きを逐次処理するのですが、GPUは並列に一気に演算処理するように出来ています。逆に言うとGPUは演算結果が次の処理に影響するような、いわゆる条件分岐が必要な処理はできません。なので行列演算のような単純計算はすごく向いています。


CPUGPU.jpg


で、最近 Raspberry Pi の GPU を Python からアクセスできることを発見しました。世の中、すごい人がたくさんいますねぇ。


Raspberry PiでGPGPU
https://qiita.com/9_ties/items/2e85318989170f967e4b


ただ、Raspberry Pi の GPU は OpenCL のようにAPI化されておらずアセンブラで記述しなければなりません。ちょっと面倒ですね。Raspberry Pi の GPU を使い倒したい!という勇者はこちらのサイトが参考になると思います。


Raspberry PiのGPUで行列乗算(その1)
https://qiita.com/9_ties/items/15ab7fa198991a61a3a9

Raspberry PiのGPUで行列乗算(その2)
https://qiita.com/9_ties/items/e0fdd165c1c7df6bb8ee#_reference-dd08435a26cddec4955c


時間があったら私もじっくり学習したいところですが、しばらく無理かなー。

しかし、今の学生は幸せですよね。私が学生のころは冷蔵庫くらいの大きさのグラフィック・ワークステーションを皆で使いまわしていたものですが、今や数千円で当時のスパコン並のマシンを入手できるのですから。
(・ε・`。)





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Raspberry Pi stretch で アクセスポイントの設定が分からない… [Raspberry Pi]

Raspberry Pi の OS が "jessie" から "stretch" にアップデートしたのは8月下旬。寄稿記事では大慌てでラズパイプラレールの動作確認をしたのですが、その時は事なきを得ました。


DSC04822.jpg


だがしかーし、これにはまだ続きがあったのでした。実はこのラズパイプラレール、jessie版では、場所を選ばず動かせるようにアクセスポイント化していたのです。しかし、"stretch" ではまだ実装をしていませんでした。


sRaspiZeroW.jpg


最近になり、サークルメンバーから記念行事でぜひ見せたいので、アクセスポイント版を出してくれない?という要望がありました。で、慌てて stretch でアクセスポイント化する方法を探したのですが、、、


s_blue_y_u_no.png


ない。

アクセスポイント化するには、"isc-dhcp-server" という dhcp サーバーを使っていたのですが、その設定の仕方が分からない。そもそも、インターフェース名 "wlan0" とか "eth0" とかから無くなっているのだから、どこから手をつけてよいやら。


computer_stare_in_summer.png


仕方ないので、jessie 版に戻すことにしました。ぼちぼち調査をして解決策を見つけていきたいと思います。
(`・ω・´)






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ラズパイマガジン10月号に掲載されましたー(∩´∀`)∩ [Raspberry Pi]

夏休みに苦労して書いた記事が、ラズパイマガジン10月号に掲載されました!80ページの特集記事4です。書店で見かけたら、手に取って中身を見ていただけると、とっても嬉しいです。


DSC04822.jpg


会社のサークルメンバと分担をして書いたのですが、だいたい6割くらいのページを担当しました。一番苦労したのは車両の電気部分の組み立て。


DSC04829.jpg
DSC04825.jpg


カメラストリーミングとサーボ制御部分のソフトウェアはこちら。


DSC04826.jpg


ブラウザからコントロールできちゃいます。


DSC04828.jpg


なんと記事を書いている最中に、Raspberry Pi Zero W がリリースされ、システムを換装。


DSC04827.jpg


まぁ、良くがんばったなと。記事を書いている最中のぼやきはこちらを参照ください。

しかし、こうやって記事が形になるのは、ブログのアクセス数が伸びるのとは違う喜びがありますね。でも、記事をもう一度振り返って読みたいとは思いませんが…
( ̄▽ ̄;)





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Raspberry Pi でブラウザーからLチカしてみる [Raspberry Pi]

Raspberry Pi で CGI を使えるようになったので、次はブラウザ経由でLチカをしてみたいと思います。


DSC04589.JPG


GPIOをコントロールするために、Python からも使える WiringPi というライブラリをインストールします。WiringPi はインストール時にコンパイルされるため、あらかじめ Python開発用ライブラリをインストールしておきます。


pi@raspberrypi:~$  sudo apt-get install python-dev


WiringPi を Python のPip インストーラーを使ってインストールします。

pi@raspberrypi:~$  sudo apt-get pip install wiringpi2
Downloading/unpacking wiringpi2 Downloading wiringpi2-2.32.3.tar.gz ... snip...
Successfully installed wiringpi2 wiringpi Cleaning up... pi@raspberrypi:~$
 
 
GPIOをコントロールする Python ファイルを "~/cgi-bin"に gpio.py として作ります。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import cgi
import wiringpi2

wiringpi2.wiringPiSetupGpio()
wiringpi2.pinMode(18, 1) # sets GPIO18 to output

if (wiringpi2.digitalRead(18) == 1):
    wiringpi2.digitalWrite(18, 0)
else:
    wiringpi2.digitalWrite(18, 1)

print "Content-type: text/html\n\n"
print "<html><body>"
print "<h1>GPIO is %d</h1>" % wiringpi2.digitalRead(18)
print "</body></html>"


さて、これを動かすとどうなるでしょうか?

pi@raspberrypi:~$  python -m CGIHTTPServer
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 ...
192.168.2.103 - - [16/Jun/2017 22:15:35] "GET /cgi-bin/gpio.py HTTP/1.1" 200 -
wiringPiSetup: Must be root. (Did you forget sudo?)

 
 
うーん、怒られてしまいました。しかし、CGI経由なので root になりようがありません。いろいろ調べてみたところ、セットアップで呼ぶ関数を代えればよさそうです。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import cgi
import wiringpi2

wiringpi2.wiringPiSetupSys()

if (wiringpi2.digitalRead(18) == 1):
    wiringpi2.digitalWrite(18, 0)
else:
    wiringpi2.digitalWrite(18, 1)

print "Content-type: text/html\n\n"
print "<html><body>"
print "<h1>GPIO is %d</h1>" % wiringpi2.digitalRead(18)
print "</body></html>"



PiSetupGpio を PiSetupSys に代えています。これはGPIO設定をGPIOコントロール関数ではなくシステム設定を使いますよ、というおまじないです。なので pinMode もなくなっています。

GPIOの設定は、 CGIHTTPServer を起動する前に行う必要があります。この例では GPIO18 を外部からコントロールできるようエキスポートし、かつ出力に設定しています。


pi@raspberrypi:~$  gpio export 18 out
pi@raspberrypi:~$  python -m CGIHTTPServer
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 ... 192.168.2.103 - - [16/Jun/2017 23:15:35] "GET /cgi-bin/gpio2.py HTTP/1.1" 200 - 192.168.2.103 - - [16/Jun/2017 23:16:38] "GET /cgi-bin/gpio2.py HTTP/1.1" 200 - 192.168.2.103 - - [16/Jun/2017 23:18:12] "GET /cgi-bin/gpio2.py HTTP/1.1" 200 -

 
 
無事に動いたようです。少し見苦しいですが、動いている様子を撮ってみました。





さて、次はサーボモーターをコントロールしてみようかな。
(^_^)/~





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Raspberry Pi で簡単 CGI ♪ [Raspberry Pi]

ストリーミングもできるようになったので、次はブラウザからカメラをサーボで動かせたら面白いかなーと思って、Raspberry Pi で CGIサーバーを作る方法を調べてみました。


DSC_0716.JPG


Apache を入れて設定してと、ちょっと面倒だなぁと思っていたのですが、Python を調べているうちに簡単にできることが分かってきました。

手順はいたって簡単。ホームディレクトリに "cgi-bin" というディレクトリを作り、Python のファイルを作って、ホームディレクトリで "CGIHTTPServer" というコマンドを実行するだけです。

順を追って説明します。


1)ホームディレクトリに "cgi-bin" というディレクトリを作ります。

pi@raspberrypi:~$  mkdir cgi-bin


2)"cgi-bin" の中に python ファイルを作成します。

pi@raspberrypi:~ $  cd cgi-bin
pi@raspberrypi:~/cgi-bin $  vi test.py
pi@raspberrypi:~/cgi-bin $  chmod 755 test.py


編集した test.py に実行権限を与えることを忘れないようにしてください。test.py の中身は、"Hello from CGI" を表示する単純なものです。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import cgi

print "Content-type: text/html\n\n"
print "<html><body>"
print "<h1>Hello from CGI</h1>"
print "</body></html>"


注意が必要なのは、Content-type の最後の2重改行"\n\n"です。2重改行がないとブラウザはHTML文書と認識できません。必ず2重改行をつけるようにしてください。


3)Python で "CGIHTTPServer" を実行します。

pi@raspberrypi:~ $  python -m CGIHTTPServer
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 ...


-m はモジュールの指定です。デフォルトではポート番号が8000番になっています。


4)PCのブラウザから Raspberry Pi のCGIにアクセスします。

URLは、Raspberry Pi に割当たっているIPアドレスを指定します。ポート番号を指定するのを忘れないように注意してください。

CGIHTTPServer.png



あっけなくCGIサーバーが出来上がりました。面倒な手続きは一切なし。Linuxの世界もここまできたかー。

次は外部機器をコントロールできるように、CGI経由でGPIOを制御してみたいと思います。
(^_^)/~





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Raspberry Pi Camera V2 でストリーミングを試してみた [Raspberry Pi]

Raspberry Pi で WiFiCamera が使えるようになったので、やはりストリーミングを試すしかないでしょう。


DSC04551.JPG


ということで試してみました。こちらの記事を参考にさせてもらいました。


mjpg-streamerでraspberryPiのカメラからストリーミングをする方法
http://portaltan.hatenablog.com/entry/2016/11/29/185600


いやー、セットアップはとっても簡単ですね。大分前にエジソンでmjpg-streamer を試したときには、もう2度とするかというくらい大変だった記憶があるのですが、今や流れ作業です。

ということで、mjpg-streamer のインストール方法を説明します。April 2017 バージョンの Raspbian で、WiFiの設定とカメラの接続が出来ていることが前提となります。

最初に mjpg-streamer のソースコードをダウンロードしてきます。


pi@raspberrypi:~$  git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git mjpg-streamer



次に libjpg と cmake をインストールします。cmake は環境非依存のビルドツールです。


pi@raspberrypi:~$  sudo apt-get install libjpeg8-dev cmake



mjpg-streamer をビルドします。


pi@raspberrypi:~$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
pi@raspberrypi:~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental$ make


さて、準備が出来ました。mjpg-streamer を起動しましょう!

pi@raspberrypi:~$ LD_LIBRARY_PATH=~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental/
pi@raspberrypi:~$ ~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental/mjpg_streamer -i "input_raspicam.so" -o "output_http.so -p 9000 -w ~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental/www"
MJPG Streamer Version.: 2.0
 i: fps.............: 5
 i: resolution........: 640 x 480
 i: camera parameters..............:

Sharpness 0, Contrast 0, Brightness 50
Saturation 0, ISO 0, Video Stabilisation No, Exposure compensation 0
Exposure Mode 'auto', AWB Mode 'auto', Image Effect 'none'
Metering Mode 'average', Colour Effect Enabled No with U = 128, V = 128
Rotation 0, hflip No, vflip No
ROI x 0.000000, y 0.000000, w 1.000000 h 1.000000
 o: www-folder-path......: ~/mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental/www/
 o: HTTP TCP port........: 9000
 o: HTTP Listen Address..: (null)
 o: username:password....: disabled
 o: commands.............: enabled
 i: Starting Camera
Encoder Buffer Size 81920


ストリーム映像は、ブラウザ上で下記のURLにアクセスすれば見ることができます。IPアドレスは Raspberry Pi に割当たっているIPになります。


http://xxx.xxx.xxx.xxx:9000/?action=stream
※ IPアドレスは、Raspberry Pi に割当たっているIPアドレスを指定。


実際にデスクトップでキャプチャした画像がこちら。





そこそこの FPS は出ているようです。実用上は問題なさそうですね。
(^_^)/~


関連記事
久しぶりに Raspberry Pi を動かす~再インストールからWiFi設定まで~
http://makers-with-myson.blog.so-net.ne.jp/2017-05-27

Raspberry Pi Camera V2 を動かしてみた
http://makers-with-myson.blog.so-net.ne.jp/2017-05-29






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Raspberry Pi の SSH 接続ではまる…(´・ω・) [Raspberry Pi]

Raspberry Pi から WiFi を使えるようになったので、パソコンから気軽に使えるように SSH を設定することにしました。


DSC_0716.JPG


最新の raspbian では SSH はデフォルトでオフになっているようなので、raspi-config で SSH をオンにしたのですが、待てど暮らせど TeraTerm から接続できない。

おかしいなと思ったので、Cygwin からアクセスしてみたら、エラーになっていました。

$ ssh pi@192.168.2.111
Read from socket failed: Connection reset by peer


少し調べてみると、最新の raspbian では /boot に ssh ファイルを作らないと、SSHが有効にならないそうです。そこで、Raspberry Pi にログインして /boot に sshファイルを作り再起動しました。

pi@raspberrypi:- $ sudo touch /boot/ssh
pi@raspberrypi:- $ ls /boot/ssh
/boot/ssh
pi@raspberrypi:- $ reboot


sshを再作成し SSH を再設定しても、相変わらず PC からアクセスできない。Cygwinでアクセスしても同じエラーメッセージではじかれます。いろいろと調べ上げ、ようやく見つけた解決策は下記。


(1) raspi-config で SSH をオフ
(2) sudo rm /etc/ssh/ssh_host_* && sudo dpkg-reconfigure openssh-server
(3) sudo touch /boot/ssh
(4) raspi-config で SSH をオン


これで、ようやくTeraTermからログインすることができました。Raspberry Pi はOSの更新が頻繁なので、少し前の手順がすぐに陳腐化しますね。キャッチアップするのが大変です。
(´ Д`;)





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タグ:SSH Raspberry Pi

Raspberry Pi Camera V2 を動かしてみた [Raspberry Pi]

Raspberry Pi の環境が整ったので、いよいよ Rapberry Pi Camera V2 を動かしてみたいと思います。


DSC04546.JPG


Camera を Raspberry Pi 2 Model B に装着しました。フレキの向きに注意してコネクタに装着します。


DSC04551.JPG


Camera を動かすには、カメラインターフェースを有効にする必要があります。raspi-config を立ち上げて、カメラインターフェースの設定を行います。


pi@raspberrypi:~$ sudo raspi-config



メニューから、「Interfacing Options」を選択します。


raspi-config1.png



画面が遷移したら「P1 Camera」を選択します。これでカメラが有効になりました。あとは指示にしたがって設定し、メニューを抜けてリブートします。


raspi-config2.png


さて、動くかなー。以下のコマンドで静止画を取得できます。

pi@raspberrypi:~$ raspistill -o still.jpg



撮影した画像がこちらです。少しピンぼけてますが、思ったよりも静止画が綺麗に撮れました。室内光だけだったので、少しノイズがのるかなと思ったのですが、さすがに感度がいいですね。


still.jpg


やはりカメラがあるって楽しいですね。せっかくWiFiも使えるので、次はストリーミングにチャレンジしてみようかな。
(^_^)/~






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久しぶりに Raspberry Pi を動かす~再インストールからWiFi設定まで~ [Raspberry Pi]

Raspberry Pi Camera V2 を買ったので、久しぶりに Raspberry Pi をセットアップしました。私の持っているのは、Raspberry Pi 2 Model B です。ちなみにプレートは自作です。^^


DSC_0714.JPG


インストールされている Raspbian はかなり古いので、最新のものをダウンロードしました。2017年4月10日のバージョンの Raspbian が最新のようです。


raspberryan.png


昔に比べるとダウンロードが早くなりましたね。1時間ほどでダウンロードできました。Zip を解凍すると、2017-04-10-raspbian-jessie.img が生成されますので、Win32DiskImage でSDカードに書き込みます。


win32diskimage.png


次に行うのは、WiFiの設定です。手持ちの WiFi ドングルを Raspberry Pi にさして認識するか確認します。


DSC_0716.JPG


lsusb コマンドで WiFi ドングルを認識しているか確認します。


pi@raspberrypi:~$ lsusb
Bus 001 Device 005: ID 0a12:0001 Cambridge Silicon Radio, Ltd Bluetooth Dongle (HCI mode)
Bus 001 Device 004: ID 0411:01a2 BUFFALO INC. (formerly MelCo., Inc.) WLI-UC-GNM Wireless LAN Adapter [Ralink RT8070]
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub



BUFFALO の WIFIドングルをきちんと認識したようです。

我が家の WiFi は少し前に買い替えたので、昔の設定は使えません。新たに設定しなおす必要があります。最初に、/etc/network/interfaces を修正します。


pi@raspberrypi:~$ sudo vi /etc/network/interfaces
# interfaces(5) file used by ifup(8) and ifdown(8)
# Please note that this file is written to be used with dhcpcd
# For static IP, consult /etc/dhcpcd.conf and 'man dhcpcd.conf
# Include files from /etc/network/interfaces.d:
source-directory /etc/network/interfaces.d
auto lo
iface lo inet loopback

iface eth0 inet manual

allow-hotplug wlan0
#iface wlan1 inet manual <-コメントアウト 
iface wlan0 inet dhcp
   wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

allow-hotplug wlan1
iface wlan1 inet manual
    wpa-conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

~


家のWiFi が見えるか確認します。昨今、近隣のおうちのWiFiも拾ってしまうので grep で表示を簡略化します。


pi@raspberrypi:~$ iwlist wlan0 scan | grep "お家のWiFiのSSID"
          ESSID: "お家のWiFiのSSID"



次に wpa_passphrase で wpa_suppricant.conf に設定する内容を出力します。


pi@raspberrypi:~$  wpa_passphrase お家のSSID パスワード
network={
        ssid="お家のSSID"
        #psk="パスワード
        psk=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
}


出力された network 以下の内容を wpa_suppricant.conf に設定します。


pi@raspberrypi:~$ sudo vi /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

country=JP
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
        ssid="お家のSSID"
        #psk="パスワード"
        psk=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
}



設定したら、WiFI をオフ、オンします。

pi@raspberrypi:~$ sudo ifdown wlan0
... snip ...
DHCPRELEASE on wlan0 to 192.168.2.1 port 67
pi@raspberrypi:~$ sudo ifup wlan0
... snip ...
bound to 192.168.2.111 -- renewal in 14814392 seconds.



"192.168.2.111" でアドレスが取れたようです。これで一通り設定完了。ようやく使えるようになりました。次はカメラを動かしてみるかなー。
(^_^)/~





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タグ:WiFi Raspberry Pi

Raspberry Pi Camera V2 を買ってみた [Raspberry Pi]

久しぶりに Raspberry Pi ネタです。先日、学習のために Deep Learning の本を買ったのですが、単なる勉強だけではつまらないので、Raspberry Pi Camera V2 を買ってしまいました。


DSC04544.JPG


安い Raspberry Pi Camera とどちらにするか悩んだのですが、せっかく買うならソニー製のイメージセンサーでしょう!ということで高いですが買ってしまいました。


DSC04546.JPG


これで¥5000かぁ。Raspberry Pi財団、いい商売してるなぁ。もとを取るためにも使い倒していきたいと思います!
(`・ω・´)





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