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【NanoEdge AI Studio】超乎寻常的探索体验

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北方. 发布时间:2022-9-15 15:53
1NanoEdge AI Studio V3的概述
1.1 首先感谢社区提供的活动【学习有奖】深度学习STM32自动化机器学习工具——NanoEdge AI Studio以及丰富的学习资源,才一步步测了一遍,其实文档不是很好找,毕竟太新鲜。最初是为了评测最新的Seed  WIO AI Lite,可惜不适合,这个再试用阶段的工具只支持以下开发板。
  • Evaluation board:. \* E6 P, q9 y* N5 o) X
    • STEVAL-STWINKT1B: STWIN SensorTile Wireless Industrial Node development kit
      $ d0 Z) _) \4 H# B
  • Discovery kits:
    3 ]' o. H* U5 W+ G6 G% p9 ~* Y
  • Nucleo boards:
    6 J1 q2 C& \' f8 Q- [
    • NUCLEO-F401RE: STM32 Nucleo-64 development board with STM32F401RE MCU
    • NUCLEO-F411RE: STM32 Nucleo-64 development board with STM32F411RE MCU
    • NUCLEO-G071RB: STM32 Nucleo-64 development board with STM32G071RB MCU
    • NUCLEO-G474RE: STM32 Nucleo-64 development board with STM32G474RE MCU
    • NUCLEO-H743ZI2: STM32 Nucleo-144 development board with STM32H743ZI MCU
    • NUCLEO-L432KC: STM32 Nucleo-32 development board with STM32L432KC MCU
    • NUCLEO-L433RC-P: STM32 Nucleo-64 development board with STM32L433RC MCU
    • NUCLEO-L476RG: STM32 Nucleo-64 development board with STM32L476RG MCU
    • NUCLEO-WB55RG: STM32 Nucleo-64 development board with STM32WB55RG MCU
    • NUCLEO-WL55JC: STM32 Nucleo-64 development board with STM32WL55JCI MCU% I5 c$ c1 l; \. X; Y* A
) T3 k6 ~8 q* R7 O
  这个开发工具解决的是深度学习的痛点,就是数据清洗和数据加载,无论在AI领域的专业水平如何,通过NanoedgeAI Studio,都可以找到最适合嵌入式项目的AI库,并将机器学习功能加入到MCUC代码中。 NanoEdge* AI StudioAI库嵌入一个自动搜索引擎,开发人员只需五步操作,即可基于最少量数据,为自己的项目生成最优机器学习库。创建之后,该库被加载到微控制器中,以便在边缘直接进行训练和推理,从而提高安全性并减少延迟。    这个过程不是说说而已,而是已经做到了。最新的V3支持两种新的功能,支持的支持的两种算法(异常检测和分类)现在有了更多的库的支持。此外,新版本中还对这些算法进行了优化,以提高其在现有用例上的性能。因此,当切换到新的软件版本时,嵌入式开发人员可以体验到更出色的资源管理或更快的执行速度。还增加了简单易用的全新数据记录功能,这个功能目前只针对STWIN SensorTile一种开发板,但是已经看到这个是一个更吸引人的两点。(提醒:本帖多图慎入)
- e# n0 D  w! g: M

2 X. b9 S- r4 q5 S& F
2NanoEdge AI Studio的安装
2.1 安装的过程可以提供商业包和3个月评估包的选择,其中还可以把授权服务器设定为远程的。原来觉得只为了3个月的体验下载,就一直没有下载使用,因为软件的学习曲线还是比较陡峭的,如果不用学习负担太重,但是参与活动并下载使用后,发现易用性过于好了,基本上1天上手。基础是对数据的概念比较熟悉,而且也有现成的数据。
可以首先访问st官网的页面,
NanoAI_00.PNG
首先按照下图的网址进入下载网页,
NanoAI_01.PNG # E3 S' j0 D9 e4 B' G8 {: W2 j
正确填写好数据后提交按钮高亮,就可以提交。并不需要专门注册,这里就提交成功,注册码会发到注册的邮箱。9 I0 G  r/ E. v+ ?8 \
NanoAI_02.PNG 5 D! a0 s; o+ s
随后会跳转到软件下载安装页面,# m9 E/ k8 n: ~
NanoAI_03.PNG
  B+ D8 r: Y& E6 ~
选择Windows10的版本下载,同时可以下载软件说明,同时了解以下基本的情况。
NanoAI_04.PNG
$ n: N. J0 \0 y9 [( j
选择下载安装包开始安装,选择安装目录,' y) M( o! _+ c4 e$ V
NanoAI_06.PNG ; G) n! s: G# J& G$ O0 B
开始安装,
% q6 h; B, w) K" `
NanoAI_07.PNG 4 Y7 V% P) @# ^7 L0 k
很快安装成功后
NanoAI_08.PNG 0 x  S: I6 y1 {/ |
直接启动程序,
NanoAI_10.PNG
需要选择基本的设置,如工作目录,
NanoAI_09.PNG 5 d% W0 [* r; Y) Z' G" Q+ a5 w7 ?- L
这时没有授权码是无法进入的,
NanoAI_12.jpg
从收到的确认邮件中找到授权码
NanoAI_11.PNG
9 V! S( e: {+ [+ T9 l
输入授权码,就自动识别并显示绿色高亮点,7 \' s, k( ~3 j
NanoAI_12.PNG
0 D2 H$ \# t( R  R0 D
正式进入首页,
- @( x: X* k- Y% @3 t  @
NanoAI_13.PNG ) i/ y9 o) j  N  z1 a. s- Q2 K
从最右侧的Data logger功能就可以进入到前面提到的新功能,只支持一种开发板
NanoAI_15.1.PNG
0 t8 j3 t: c' R, H7 k
这个可以支持所有的板载传感器数据采集和记录。
其他的功能可以逐个浏览,8 p4 `+ N  r8 x6 v5 ?+ q( x' ]8 ?: E
NanoAI_16.PNG
, g. W4 y! Q' d8 h9 a
包括异常和分类等,
NanoAI_17.PNG
, n) Q6 p: l0 k1 ^& r) a( |
直接在多分类项下启动创建新项目
NanoAI_18.PNG
' @7 x* Z) Y  e2 `1 h% ^! e
可以从选择的开发板中滚动选择适合的,
NanoAI_20.PNG ) F& ]0 o( Q% Z% @  s) V, n( J' p
目前还没有支持的显示为阴影,无法选中
  ^) e- I5 Y: }3 I9 ]2 }3 l- T
NanoAI_19.PNG . [: F8 C6 o  k$ q4 F: U! c8 L
最终选择最常见的Nucleo-L479
$ t/ y8 V  H# X) v1 m$ D! u/ G/ _
NanoAI_20.PNG : T4 }! l! o5 C& K! A8 @8 s) [
随后提示如何输入数据,需要建议的格式,可以用逗号等分隔符,用文本的方式导入
NanoAI_21.PNG
, m. S$ u3 F7 ^: E% n+ f7 i9 ~$ A
这里还提供了多种选择,包括用data logger的DAT文件,以及直接从USB口进行数据采样
, B, H% ]4 Y& q& O! q: n1 H9 B6 a5 q
# Y+ U+ k; ]' L5 W
NanoAI_22.PNG
4 O3 g" }9 b8 q& `( u, g5 n
这里用带电子表格造一些数据,导出为csv格式
NanoAI_23.PNG 0 g7 k6 H6 |$ J! B
直接导入xls表格,因为格式识别不正确,无法提取数据
7 I5 X$ f8 b  r& j% o, O, g7 w  ?
NanoAI_24.PNG
* ]: c  g+ t# z! Q
转换成csv就可以预览前20行的数据
NanoAI_25.PNG : ?6 G: U  y1 m8 m
数据导入后,进行初步的分析,并用图形化,这个是用了傅里叶变换的FFT方法求方差和频谱,
& |+ W( y9 I' g, Q2 D# T
NanoAI_26.PNG $ d0 i) A- C# ]7 o+ R3 z! X+ ]* j
可以进一步分析,这个是查重,筛选数据有效性的4 S0 ~* Z; d9 c6 {, j
NanoAI_27.PNG
% K% k3 k; E# [( C! B: X
选择输出目录和文件名,把格式化的数据存在本地供后续使用
& ^, C$ G( P1 N  ~; o2 r+ X
NanoAI_28.PNG
* r* r9 }3 ~1 \+ e3 [. S
对应数据分析而已,一个是训练集,一个是验证集,因此需要2个数据源,这里也是按照这个来区分的,更多的数据源,也可以,可以自动分类
: L: g! a4 T; Z. H4 j
NanoAI_29.PNG
, G6 b" X# N( K( s  L, L
这样就显示了两个数据源的显示,
2 x6 X: z* u! ?8 Y1 ^' \7 B
NanoAI_30.PNG 9 i) I; k/ U7 i! R1 Y, q
随后需要进行第三步benchmark的测试,取得基准值4 x1 x; Q& K7 q6 i
NanoAI_31.PNG
5 k" @, z' K4 j( r
这个过程是依赖桌面机进行的训练,花费的时间长,巨大的数据需要更强大的计算能力,可以要算数十个小时,2 s, e0 w( }2 a7 |, H
NanoAI_32.PNG
: ~$ p* f+ v. c' ~0 }  x' S
可以看到动态迭代的情况,因为这个数据简单,可以看到很快就收敛,精度100%,真正的数据是按照一个反函数的曲线,并且有波动。这个过程是巨大的计算机资源消耗过程,而且这个过程非常需要经验。
因此,这个过程挑战巨大,AI攻城狮往往自称炼金师,及时说这个过程有很多玄学的地方,经验和运气同样重要。
没有这个工具,就需要手动炼金,现在这个软件,实现了数据导入和训练的自动化,和可视化,这部分就是这个软件最核心和有价值的部分。
; c8 E  H4 {! ^' D" D) F5 L: b0 y
NanoAI_33.PNG
$ t( o; Z) L( s  X7 |
本例中有限的数据也提供了半个小时的时间,现在全部完成了
( L, H. S* L3 _( c' j
NanoAI_34.PNG   k  k' K2 T' H8 ]0 v
下一步是模拟的过程,这个也是一个亮点
NanoAI_35.PNG
,在反复的调试过程中,都加载到硬件中,基于失效数据和失效模型的测试和硬件问题混在一起,更能难调试。而这个功能,假定在虚拟机上执行,极大提高了深度学习软件的开发效率。
在这个过程中,因为无法访问远程服务器的认证和授权,不能生产库文件。这个页面就是提示操作方法,把关键的数据,这时json格式的,复制下来,
NanoAI_35.PNG
然后粘贴在验证网站上的对应位置,云端计算结果,并生产zip格式的库文件。
NanoAI_36.PNG : J/ S1 ~! i, m( p( D" H
比较可惜的是我所用的计算机在防火墙保护下很多端口是封闭的,所以不能随意访问未授权的远端服务器,所以,远程服务器无法访问并验证我的本地授权码,提示搞不成。这个过程虽然不够完美,但是,也用故障的方式,提醒大家注意网络安全,使用正版软件,如果能够提供效能提高和安全保证,这样的人工智能开发使用费应该是有所值的。
/ X4 x! N/ H6 h- K# G5 {+ q
NanoAI_38.1.PNG
如果购买了授权码,再配置页面,需要选择合适的代理服务器,这里也提供了IP地址

/ d6 X% j5 X# }- j' m& x
最后一步就是部署阶段
NanoAI_39.PNG ! F, |9 y& ~* {1 b  B1 b
这里选择适合的库模型,生成模型,并下载后嵌入到程序代码中,这里分为演示用,调试用和生产用,代码需要正确地授权,才能使用,应该不同阶段的价格差别很大的。
NanoAI_40.PNG
1 J" i# S0 \# A$ E
部署的过程提供了一个简易的hello范例代码$ ]+ p( S2 o9 b, ]) y% d9 J0 l* c
NanoAI_41.PNG
. @- k' d6 P, c
这样就形成了完整的开发链条。
3 小结
   整个使用过程顺畅,结果完美。
   需要了解的是这个过程并不是想象中的简单,只是通过NanoEdge AI Studio实现了一个超乎寻常的探索体验,发现了完全没有想到的优秀。这样,可以跳过硬件部署和开发过程,直接进行自有模型的生产,反复测试。
   在完成了WIO AI Lite的评测后,找一个在可用范围内的开发板,完整实现从开发,数据调试到应用部署的过程,在3个月的有效期捏完成,应该是一个非常丝滑的体验。本次评测完毕。+ L3 \6 v3 Q1 F8 N) M

) [+ [( w) W  k/ \/ s: i5 O2 i! T
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" g' s6 i/ A; `+ a- C- L8 W4 c
# W' o# R" ^6 E+ f3 s, A

8 o6 {$ q' ?0 D) Z  R
/ u% {1 f5 ^: }  Q3 U, Z
- D+ _9 r" {1 u7 {: F- w  C& E5 c4 D

1 \* I0 `- o+ A* G+ [9 s
NanoAI_37.PNG
收藏 评论2 发布时间:2022-9-15 15:53

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2个回答
STMCU-管管 回答时间:2022-9-16 09:35:54
相当详细1 @) Z( J* L8 s1 I
onebyte 回答时间:2022-11-4 09:56:33
厉害8 ~# K! ~0 d  R0 K
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