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创建一个自定义 Visual Recognition 分类器来分析车辆损坏情况

在本开发人员 Code Pattern 中，我们将使用 Apache Cordova、Node.js 和 Watson Visual Recognition 创建一个移动应用程序。该移动应用程序发送汽车和摩托车事故和问题的照片，以便通过一个服务器应用程序使用 Watson Visual Recognition 来分析这些照片。

服务器应用程序将使用汽车事故和其他事故的照片来训练 Watson Visual Recognition 识别各种类型的问题，比如故意破坏、挡风玻璃损坏、摩托车事故或爆胎。开发人员可以利用此应用程序为他们的用例创建自定义的 Visual Recognition 分类器。

读者完成本 Code Pattern 后，将会掌握如何：

  • 创建一个能利用 Watson Visual Recognition 服务对图像进行分类的 Node.js 服务器。
  • 让一个服务器在启动时初始化一个 Visual Recognition 自定义分类器。
  • 在一个应用程序中创建一个 Visual Recognition 自定义分类器。
  • 创建一个 Android 移动应用程序，它可以将照片发送给一个服务器应用程序，以便使用 Visual Recognition 对照片进行分类。

操作流程

  1. 用户与移动应用程序交互并捕获一幅图像。
  2. 将手机上的图像传递给在云中运行的服务器应用程序。
  3. 服务器将图像发送给 Watson Visual Recognition 服务进行分析。
  4. Visual Recognition 服务对图像进行分类，并将信息返回给服务器。

包含的组件

  • Watson Visual Recognition：Visual Recognition 理解图像的内容 - 为图像添加标签，查找人脸、大约年龄和性别，并在图库中查找类似图像。

特色技术

  • 移动：互动参与体系越来越多地开始使用移动技术作为交付平台。
  • Node.js：异步事件驱动的 JavaScript 运行时，旨在构建可扩展的应用程序。

步骤

本 Code Pattern 包含多个部分。应用服务器与 Watson Visual Recognition 服务进行通信。在本地构建移动应用程序并在 Android 手机上运行。您可以使用 IBM Cloud 来部署服务器应用程序，或者将应用程序部署到本地机器上。

将服务器应用程序部署到 IBM Cloud

部署到 IBM Cloud

按上面的 Deploy to IBM Cloud 按钮，单击 Deploy，然后跳到步骤 #5。

要监控部署情况，请在 Toolchains 中单击 Delivery Pipeline，并在部署应用程序时查看日志。

工具链管道

要查看为本 Code Pattern 创建和配置的应用程序和服务，可以使用 IBM Cloud 仪表板。此应用程序命名为 watson-vehicle-damage-analyzer（含有独特后缀）。可使用 wvda- 前缀来创建并轻松识别以下服务： * wvda-visual-recognition

记下 watson-vehicle-damage-analyzer URL 路径 - 在移动应用程序中稍后会用到。

本地部署服务器应用程序

执行步骤 1-9：

  1. 克隆存储库

  2. 创建 Watson Visual Recognition 服务

  3. 将 Visual Recoginition API 密钥添加到 .env 文件

  4. 安装依赖项并运行服务器

  5. 更新移动应用程序的配置值并安装构建依赖项

  6. 执行 6a 或 6b。

    6a.安装依赖项，为 Android 构建移动应用程序

    6b.在 Docker 容器中为 Android 运行移动应用程序构建

  7. 使用 Cordova 部署到 Android

    7a.添加 Android 平台和插件

    7b. 设置您的 Android 设备

    7c. 构建并运行该移动应用程序

  8. 使用 Cordova 部署到 iOS

    8a. 添加 iOS 平台和插件

    8b. 设置 iOS 项目

    8c. 将应用程序部署到 iOS 设备或仿真器

1. 克隆存储库

将 watson-vehicle-damage-analyzer 存储库克隆到本地。在终端中，运行以下命令：

$ git clone https://github.com/IBM/watson-vehicle-damage-analyzer.git
$ cd watson-vehicle-damage-analyzer

2. 创建 Watson Visual Recognition 服务

使用 IBM Cloud 或 Watson Studio（两者均可使用免费 Lite 套餐和 Standard 套餐）创建 Watson Visual Recognition 服务。确保此服务名为 wvda-visual-recognition。

或者

为何提供两个选项？

传统上，IBM Cloud 是面向应用程序开发者的主平台，而 IBM Watson Studio（原名为 Data Science Experience）面向的则是数据科学家。2018 年初，新产品 Watson Studio 正式推出。Watson Studio 为数据科学家和应用程序开发者提供了一套工具，让他们能够通过协作连接到数据，充分发掘此数据，并利用它来规模化构建、训练和部署模型。

为帮助您确定要使用的平台，请尝试回答以下问题：

  • 我是否正在使用多个数据集？使用 Watson Studio
  • 我是否正在为 Watson Visual Recognition 创建自定义分类器？使用 Watson Studio
  • 我是否正在使用 Watson Visual Recognition 内置分类器？使用 IBM Cloud

千头万绪、不知所措？毋庸担心。您在 IBM Cloud 或 Watson Studio 中创建的任何资源均可相互混用。

3. 将 Visual Recoginition API 密钥添加到 .env 文件

要使用 Visual Recognition 服务，您将需要使用 API 密钥。

要在 Watson Studio 中检索密钥，请转至以下选项卡：

在 IBM Cloud 中将如下所示：

将 watson-vehicle-damage-analyzer/server/env.example 文件重命名为 watson-vehicle-damage-analyzer/server/.env，并添加 API 密钥：

# Watson Visual Recognition
VISUAL_RECOGNITION_API_KEY=<add_api_key>

4. 安装依赖项并运行服务器

如果您使用了 Deploy to IBM Cloud 按钮……

如果您使用了 Deploy to IBM Cloud，则会自动进行设置。

如果您决定在本地运行该应用程序……

  • 安装 Node.js and npm（npm V4.5.0 或更高版本）

  • 安装应用程序依赖项并启动应用程序：

$ npm install
$ npm start

从浏览器测试该应用程序

如果您无法或不想构建移动应用程序，可以在浏览器中访问服务器并测试该应用程序。

  • 对于本地运行的服务器，请打开浏览器选项卡并转至 localhost:<port>。
  • 对于在 IBM Cloud 上运行的服务器，请打开浏览器选项卡并指向您的服务器的 URL <IBM_Cloud_server_URL:port>

默认端口为 3000

然后，您可以上传一张本地照片，比如来自此存储库的 test/data/ 中的一张照片

5. 更新移动应用程序的配置值并安装构建依赖项

编辑 mobile/www/config.json 并使用以前获取的值来更新设置。

"SERVER_URL": "put_server_url_here"

对于本 Code Pattern，您需要根据这些依赖项各自的文档来安装必备工具：

6a.安装依赖项，为 Android 构建移动应用程序

构建移动应用程序需要一些依赖项，您需要自行手动安装这些依赖项。如果您运行 Docker，可以通过跳到在 Docker 容器中为 Android 运行移动应用程序构建，在容器中构建该移动应用程序

使用手动安装的依赖项

对于手动构建 Android 应用程序，您需要根据这些依赖项各自的文档来安装这些必备工具：

您需要安装适合您的移动设备的特定 SDK。从 Android Studio，下载并安装期望的 SDK API Level。我们使用 Android API Level 23，因为截至 2018 年 1 月，大部分手机都支持它。为此：

  • 启动 Android Studio 并接受所有默认值。
  • 单击工具栏中的 SDK Manager 图标。
  • 导航到 Appearance & Behavior -> System Settings -> Android SDK
  • 选择 Android 6.0 (Marshmallow) (API Level 23)。
  • 单击 apply 进行下载并安装。

mobile/config.xml 被配置为针对 Android API Level 23 进行构建。如果您希望针对不同的 API 进行构建，请调整此设置：

<preference name="android-targetSdkVersion" value="23" />

完成所有需要的安装和设置后，您需要针对您的平台来恰当设置以下环境变量：

  • JAVA_HOME
  • ANDROID_HOME
  • ANDROID_SDK_HOME

如何确定环境变量的合适值：

打开 Android Studio 并导航到 File -> Project Structure -> SDK Location。此位置值将用作环境变量的基础。例如，如果位置为 /users/joe/Android/sdk，则：

$ export ANDROID_HOME=/users/joe/Android/sdk
$ export ANDROID_SDK_HOME=/users/joe/Android/sdk/platforms/android-<api-level>
$ export JAVA_HOME=`/usr/libexec/java_home`

获取 JAVA_HOME 的准确路径：/usr/libexec/java_home

对于我们的示例，我们将以下内容添加到 $PATH 中。（您的位置可能有所不同）

$ export PATH=${PATH}:/users/joe/Android/sdk/platform-tools:/users/joe/Android/sdk/tools:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home

6b.在 Docker 容器中为 Android 运行移动应用程序构建

如果您运行 Docker，可以在 Docker 容器中构建该移动应用程序。

下载该映像：

docker pull scottdangelo/cordova_build

或在本地构建：

docker build -t cordova_build .

现在为 cordova 创建以下别名，并且 cordova 的命令将在容器内运行。如果您已在本地构建该容器，请使用 cordova_build 替换 scottdangelo/cordova_build。

alias cordova='docker run -it --rm --privileged  -v $PWD:/mobile scottdangelo/cordova_build cordova'

mobile/config.xml 文件被配置为针对 Android API Level 23 进行构建。如果您希望针对不同的 API 进行构建，请调整此设置：

<preference name="android-targetSdkVersion" value="23" />

7a. 添加 Android 平台和插件

根据您目前的工作目录来修改路径 watson-vehicle-damage-analyzer/mobile。

首先添加 Android 平台作为您的移动应用程序的目标。

$ cd watson-vehicle-damage-analyzer/mobile
$ cordova platform add android

确保所有一切都已正确安装：

$ cordova requirements

您应该会看到对于构建的任何应用程序（ios 或 android），所需的项已安装完成。对于 Android，会显示：

Requirements check results for android:
Java JDK: installed 1.8.0
Android SDK: installed true
Android target: installed android-26
Gradle: installed /usr/share/gradle/bin/gradle

Requirements check results for ios:
Apple macOS: not installed
Cordova tooling for iOS requires Apple macOS
(node:1) UnhandledPromiseRejectionWarning: Unhandled promise rejection (rejection id: 1): Some of requirements check failed

最后，安装该应用程序所需的插件：

$ cordova plugin add cordova-plugin-camera
$ cordova plugin add cordova-plugin-file-transfer

7b. 设置您的 Android 设备

要在 Android 设备上运行该应用程序，您需要准备将该应用程序的 .apk 文件传输到您的设备（在下一步中创建）。开发人员可通过多种方式实现此目的。

如果您将 Android 设备连接到您的计算机，而且启用了 developer options 和 web debugging，Android Studio 会为您处理传输。

请参阅特定手机上的文档来设置这些选项。

对于 Mac 用户，Android File Transfer 可帮助在您的计算机和 Android 设备之间执行简单文件传输。

7c. 构建并运行该移动应用程序

$ cd watson-vehicle-damage-analyzer/mobile
$ cordova build android

.apk 文件应出现在 watson-vehicle-damage-analyzer/mobile/platforms/android/build/outputs/apk/android-debug.apk上，其中包含该 Android 应用程序。

然后，您可以手动将 .apk 传输到您的设备并自行运行它，或者，如果您的设备已建立连接（如上一步中所述），您可以运行以下命令：

$ cordova run android

此刻，名为 Watson Vehicle Damage Analyzer 的应用程序应该在您的移动设备上。使用摄像机图标对汽车挡风玻璃、轮胎、故意破坏之处或摩托车拍一张照。在单击 check mark 后，移动应用程序会将把图像发送到服务器，服务器将使用 Watson 分析该图像并抓取结果数据。

8a. 添加 iOS 平台和插件

安装 iOS 部署工具

    $ npm install -g ios-sim
    $ npm install -g ios-deploy

添加 iOS 平台和构建。这样将在 platform 目录中创建 iOS 文件夹，其中包含要在仿真器或 iOS 设备中运行的所有必需文件

    $ cordova platform add ios
    $ cordova prepare              # or "cordova build"

所有 cordova 插件均在 mobile/config.xml 中配置，在您创建平台和构建时将安装这些插件。

8b. 设置 iOS 项目

为了运行从步骤 8a 创建的 iOS 项目，需要首先从 Xcode 创建 provisioning file、app IDs 和 certificates。您需要具有 apple 登录帐户，如果您有 iOS 设备，那么此帐户免费。转至 Xcode>Preferences>Accounts，并添加您的 apple 登录帐户。这将创建可用于注册您的项目的 Personal Team 概要文件。

如果收到 error: exportArchive: No profiles for ‘com.watson.vehicledamageanalyzer’ were found，您需要在 Xcode 中选择项目，并将 bundle identifier 更改为一个唯一标识。并且，将 mobile/config.xml 中的窗口小部件 id 更改为 Xcode 中相同的值

例如：将 com.watson.vehicle-damage-analyzer 更改为新的捆绑软件标识名称 com.foo.vehicle-damage-analyzer

8c. 将应用程序部署到 iOS 设备或仿真器

使用以下步骤部署应用程序，确保部署时您的设备处于解锁状态。

在已连接的 iOS 设备上部署应用程序：

`$ cordova run ios --device`

样本输出

故障排除

  • 使用 test/README.md 中的操作说明来测试 Visual Recognition 服务

  • cordova run android 错误：Failure [INSTALL_FAILED_UPDATE_INCOMPATIBLE]

Vehicle Damage Analyzer 应用程序已安装在您的手机上，而且与您现在尝试运行的版本不兼容。卸载当前版本并再试一次。

  • cordova run android 错误：No target specified and no devices found, deploying to emulator

确保您的手机已插入计算机，而且您可以从 Android File Transfer 实用程序访问它（参见上面的步骤 #6）。

  • Error: Server error, status code: 502, error code: 10001, message: Service broker error: {"description"=>"Only one free key is allowed per organization.Contact your organization owner to obtain the key."}

每个组织仅允许使用一个免费密钥。将服务绑定到一个应用程序，这会触发一个尝试分配新密钥的流程，该尝试会遭到拒绝。如果您已经有一个 Visual Recognition 实例和一个相关密钥，可以将该实例绑定到您的应用程序或更新服务器代码中的 API 密钥，以便告诉该应用程序要使用哪个密钥。

  • 部署或仪表板显示应用程序未运行

您可能在 Deploy Stage 中的日志中看到该应用程序已崩溃且无法启动：

Starting app watson-vehicle-damage-analyzer-20171206202105670 in org scott.dangelo / space dev as scott.dangelo@ibm.com...

0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 starting
0 of 1 instances running, 1 crashed
FAILED
Error restarting application: Start unsuccessful

TIP: use 'cf logs watson-vehicle-damage-analyzer-20171206202105670 --recent' for more information

Finished: FAILED

或者您可能在 IBM Cloud 控制台中看到该应用程序 Not Running：

应用程序未运行

二者都是虚假的错误。可以单击 IBM Cloud 控制台中的 Visit App URL 链接，或者尝试单击 Runtime -> SSH，或者只是测试该应用程序，看看它是否在运行。

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