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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:& x8 N; ?9 ?* j
    • STEVAL-STWINKT1B: STWIN SensorTile Wireless Industrial Node development kit' ^* @4 [& k/ m: w% {
  • Discovery kits:+ q6 ^* w& k$ G. H
  • Nucleo boards:; I9 Y0 j- S1 k$ @1 F. T4 \: N# P
    • 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* c+ Q# ]0 I4 B2 a" H, F1 G5 C, ]/ a
9 \. V! y6 n9 ^3 M
  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)
/ t4 ]; Q3 p+ v: H$ \

2 k; V0 B1 H/ k# [/ E
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
& s" k. Z8 n. X
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。
4 ?7 T0 l" m: J7 O% X9 U
NanoAI_02.PNG
3 j2 r8 C! ]; X% _# r1 z1 j" j7 |
随后会跳转到软件下载安装页面,! @' N8 b) j: N0 @" H. Y+ R  m
NanoAI_03.PNG
- c' ?% K, L, q7 f& @# Q1 F
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 8 Y* k4 {$ u* }" H7 h
选择下载安装包开始安装,选择安装目录,  k8 i1 P/ d" A$ S$ D+ t
NanoAI_06.PNG   q2 v$ K* r& q; R6 T, T$ V( n
开始安装,
% p% {% ^9 k0 g
NanoAI_07.PNG
, v* l# C6 N8 L8 q7 N( A* K
很快安装成功后
NanoAI_08.PNG ' u1 g  a0 d1 ]1 r
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
' T4 E& E$ T6 M1 ?
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
! |! t1 n1 R' Y. N- u+ C' Y
输入授权码,就自动识别并显示绿色高亮点,
8 Y, X4 X4 l1 \4 g9 p' Z
NanoAI_12.PNG
0 Z! A: r4 r1 E) }
正式进入首页,
+ p8 B! `% L; N4 R" O) }
NanoAI_13.PNG ( A+ s. a# [' A! W+ i8 L8 J! `
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
3 Y0 U7 \0 y: S
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,! X/ D+ q7 `7 T& i& w& |- O7 i
NanoAI_16.PNG
7 x2 V, o) O8 ~) @. |
包括异常和分类等,
NanoAI_17.PNG
1 s/ q$ S' Q9 v6 A( f+ z) s
直接在多分类项下启动创建新项目
NanoAI_18.PNG
1 W6 i; _, L9 V0 V3 u( v
可以从选择的开发板中滚动选择适合的,
NanoAI_20.PNG # z% I. b% K  S6 H
目前还没有支持的显示为阴影,无法选中- _; H. l+ a' X: d" ?
NanoAI_19.PNG + T/ o, w4 }, n, ^* i2 k
最终选择最常见的Nucleo-L479
% k) Y  I+ N& T) F: ?3 L- a( `6 ?2 S" `
NanoAI_20.PNG 6 E) C& [8 x1 x- w. y4 }( Z4 v$ n( A8 R
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 2 ], O$ S- @  ?1 x& s+ G' W
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9 X6 {8 _6 K1 ?7 k. H* M% l

5 B8 c7 c* {! K- c- s8 }
NanoAI_22.PNG / V9 P) q6 `$ R! g, v1 q
这里用带电子表格造一些数据,导出为csv格式
NanoAI_23.PNG
  F! E6 U3 W1 l2 X* g* n! M( ~+ c
直接导入xls表格,因为格式识别不正确,无法提取数据
; k& A) j) o  ~; G9 T
NanoAI_24.PNG / J6 H" E3 H( e9 X1 j, n) E
转换成csv就可以预览前20行的数据
NanoAI_25.PNG
  o; ?; R% e& R% r
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,: P; f* Z# w# f0 B. F
NanoAI_26.PNG
$ n4 F0 i0 J# w' W* ~: b4 Q- {
可以进一步分析,这个是查重,筛选数据有效性的) ]; l1 w, R8 u$ W1 E
NanoAI_27.PNG : z' t! Y% Y7 ]: ?- b
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0 }( a- d5 E* O, B9 w4 N
NanoAI_28.PNG
6 }0 q& M- v" P& d
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7 e* E" {5 h; e% z1 k2 p6 [0 J9 V
NanoAI_29.PNG   X4 |* z3 R4 E- D. z$ V
这样就显示了两个数据源的显示,) V% q9 B: h5 M' G/ I+ {  p# P1 |
NanoAI_30.PNG ; x' X7 R- Z: b
随后需要进行第三步benchmark的测试,取得基准值
" J. s/ L* \6 f! F$ F" u. w! S
NanoAI_31.PNG & Z) p1 x3 V+ Z6 O
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,
9 M/ |+ R. _/ L& Z( f- T0 O3 R
NanoAI_32.PNG 8 m. ]# B1 g6 b- G; U
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。
4 S- ~' b/ k* j1 f
NanoAI_33.PNG
* |' Z: e* k& I
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
2 R  T. K2 d5 P5 F; k
NanoAI_34.PNG
4 q$ g# F, ^6 Q9 Q  r, {/ V6 f, {
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
7 v6 b$ E3 N4 j& p/ A
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。! J0 R, D5 q' S2 Y; Y
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

' D  ^5 [; S* C7 R: ]
最后一步就是部署阶段
NanoAI_39.PNG ) Z+ w9 ~: v. g( P! W7 J
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 * ]3 ?5 p  m/ b5 q& a) G' u& j/ X
部署的过程提供了一个简易的hello范例代码$ Y) _# O( r2 f& h, s
NanoAI_41.PNG
' A* h* g$ N+ ^
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。- c; x$ M: r$ u! b6 \! z& S/ u$ {

  a- U$ s/ C: K3 ]5 ?
  B5 u5 |6 C5 q7 _

4 _: E- C5 P8 p. e# V* Z  M

/ r, z7 Z6 J# i  k$ a5 @2 m2 q2 }2 X
6 X9 g* ]) A3 S, N. F9 ^0 u

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& e: Q" J* L& o, B
) S9 w1 A' ]5 |6 u5 J; R
NanoAI_37.PNG
收藏 1 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) L! V% Z' H* {0 b1 b1 i
onebyte 回答时间:2022-11-4 09:56:33
厉害3 I+ y( M# [! R6 \5 O9 w! J

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