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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:' W! H% k' x& h2 T. |+ Q% c, I
    • STEVAL-STWINKT1B: STWIN SensorTile Wireless Industrial Node development kit
      " O7 |$ g- A7 `; B
  • Discovery kits:
    % H' s, d5 ?7 ^$ r
  • Nucleo boards:
    ! M: B/ F+ f( a" Z9 |2 g- R- x  O' g2 D+ 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
      - f# t) M8 |  b6 W, y' x
; h$ F% p. _) S1 n1 G9 _/ g8 j
  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)* m3 V  {8 [' w5 b

1 m) L* a7 l+ ]
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
4 t) {* [! E0 P1 y- S+ X* E+ R
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。8 M! b/ m+ d' v# |+ w$ E5 ?
NanoAI_02.PNG 4 _, k3 T2 N* z) X& b
随后会跳转到软件下载安装页面,8 i/ \) c3 \2 [* h
NanoAI_03.PNG " Y  t2 e: m7 s" Q0 Z
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
" x( m" F; W- J, D4 J% e
选择下载安装包开始安装,选择安装目录,
, o0 K& x4 T, Z: h
NanoAI_06.PNG
0 L6 D  ~; ~, G4 r. U9 G; z6 K
开始安装,, \+ y' W% J% \3 w* }
NanoAI_07.PNG ) u8 m! j& M; ~) Y. r+ }$ @& j
很快安装成功后
NanoAI_08.PNG
# R3 Z8 E/ `5 F
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 : B7 x5 `* p- U6 }* {5 a3 b
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
. l! e# Q3 b: k7 [* {  e8 o
输入授权码,就自动识别并显示绿色高亮点,
8 C0 }3 E, b# I3 g# z9 a! J
NanoAI_12.PNG * f4 g% R% X0 d1 |
正式进入首页,
2 k0 Z6 k9 _: z
NanoAI_13.PNG / v# a5 G$ L3 S7 |% S
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
- a$ k3 n8 ]5 S+ @  x4 I9 |
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,( }' S  Z2 G  t% O! r
NanoAI_16.PNG
- t8 [$ B/ K1 n5 ?1 ]
包括异常和分类等,
NanoAI_17.PNG
/ I  U4 i0 |" N7 ^
直接在多分类项下启动创建新项目
NanoAI_18.PNG
8 d* u/ S8 V7 N$ i2 }' O# k
可以从选择的开发板中滚动选择适合的,
NanoAI_20.PNG
3 q7 u/ ]& ~6 w
目前还没有支持的显示为阴影,无法选中. W3 n2 k) R5 U; e7 [  \" f
NanoAI_19.PNG
5 J/ ?$ ^' r, T. S3 Y
最终选择最常见的Nucleo-L479
0 u( c8 Q- C4 G( {! p( V, u+ V
NanoAI_20.PNG
0 U9 Q- D  z- l, R0 n) V
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
0 r, ^6 n8 ]+ b5 r4 z% |
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1 q) F) @( b8 t  \
6 M, B; N  R8 k3 A% {! J
NanoAI_22.PNG
( }) y, G, u7 Q! `7 f' L  ~4 j
这里用带电子表格造一些数据,导出为csv格式
NanoAI_23.PNG
% x( @  O- ~0 o# U( y
直接导入xls表格,因为格式识别不正确,无法提取数据! i/ l) ]3 [# r% ]3 Z
NanoAI_24.PNG
  q1 I: T# B  l/ U0 e; T
转换成csv就可以预览前20行的数据
NanoAI_25.PNG % l$ ~/ i$ F# P" s& ^
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,& ^$ P9 A, |) ]/ F* u
NanoAI_26.PNG
+ L& O9 i$ u4 V5 H4 a- E4 U
可以进一步分析,这个是查重,筛选数据有效性的8 h0 X% q5 l/ T
NanoAI_27.PNG . J0 y6 x8 l9 v: L1 D% C" N" N
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$ p( ?5 {6 E' z" U5 L/ m0 j
NanoAI_28.PNG 8 W1 }" L7 q5 J0 N2 v) J
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/ \& d+ K8 o9 N
NanoAI_29.PNG . R8 Y3 l/ }4 R- I8 Z* F
这样就显示了两个数据源的显示,- d3 S) D7 f% q
NanoAI_30.PNG " l$ d/ ~6 g; E( b
随后需要进行第三步benchmark的测试,取得基准值+ d: c( l+ q( D- [8 j
NanoAI_31.PNG 7 v# o2 M; F4 S; c. p+ D
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,
7 ?7 S+ Y9 j1 K( e3 r1 D
NanoAI_32.PNG 9 G8 L: A0 Y) {1 h0 g( A4 o: _$ h
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。
) N* j; G, X( F, t) C
NanoAI_33.PNG 1 S! M2 l+ x4 Q7 _% T) F# T- z
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" }% |9 L  F. j
NanoAI_34.PNG
6 @% i) Q1 {8 ]# E& P) K$ 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 8 G' e! @9 w! L# _. C" a" ~6 g# U1 [
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。4 n# P1 S  e8 j% z) `, @: ]- s( T! T
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
$ v# s" ^# n# n
最后一步就是部署阶段
NanoAI_39.PNG
" F- \6 F$ O, c% H1 K
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 0 R* p4 L( o6 |  Z& F
部署的过程提供了一个简易的hello范例代码2 r+ |3 Y8 d! ^' `" S- v
NanoAI_41.PNG
7 b4 a1 S* }( j+ k+ {3 O8 ?
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。6 m9 v0 A2 A, T2 D3 j& s

+ \5 K/ U% t) |* p
1 x1 l# h3 {: I& V/ p

0 g) ], Z) E4 i

' u* q( g+ L/ ~. k3 m: S1 i

' ]9 [/ c- i: ^$ _: o) i5 L! U

: x+ F" K6 r9 h4 }' L
1 j9 ]; s7 }6 B  Y- C- A8 W0 N& ~! g

! q! F2 A8 ^3 Q# f# Y
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( d. J' t% f8 W) c: d7 c+ M' B, _
onebyte 回答时间:2022-11-4 09:56:33
厉害
. J; V. K: |1 e$ L
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