RK3576 で CNN モデルを実行する方法

Ubuntu PC で YOLO11n を変換し、SSH/SCP で RK3576 に配置して、内蔵 NPU による C++ と Python の推論を検証します。


クイックスタート:RK3576 で CNN モデルを実行する

このガイドでは、NPU ドライバーの確認 → Runtime と Toolkit Lite2 のインストール → PC でのモデル変換 → C++ のビルドと配置 → ボード上での推論を順に行います。RKNN Model Zoo の YOLO11n を RK3576 内蔵 NPU で実行し、SSH/SCP またはボードのローカル端末を使います。

#始める前に

項目このガイドの設定と検証環境
PCUbuntu 20.04.6 LTS,x86_64,Python 3.11
ボードreComputer RK3576、aarch64
ボード OSDebian 12 / Armbian 26.05.0-trunk
ボードのカーネル6.1.115-vendor-seeed-rk3576
NPU ドライバー検証済み 0.9.8
ツールのバージョンRKNN-Toolkit2 / Toolkit Lite2 2.3.2
Runtimeこのガイドでは librknnrt.so 2.3.2 をインストール
サンプルYOLO11n、640 × 640、INT8 量子化
変換 / ビルド対象rk3576 / rk3576 + aarch64

コマンドの実行場所:「PC で実行」は Ubuntu 開発機、「ボードで実行」は SSH 接続後またはボードのローカル端末を指します。BOARD_IP はプレースホルダーです。ボードの LAN 内 IP アドレスに置き換えてください。

ボードで SSH が有効になっていない場合は、まずボードのローカル端末で実行します。

bash
sudo apt update
sudo apt install openssh-server
sudo systemctl enable --now ssh
hostname -I

続いて PC から接続します。初回接続時はホストのフィンガープリントを確認し、求められたらアカウントのパスワードを入力します。

bash
ssh rk3576@BOARD_IP

#1. NPU ドライバーがない場合の対処

#1.1 カーネルドライバーとユーザー空間ソフトウェアの違い

RK3576 の NPU ドライバーはカーネル内の RKNPU で、設定項目は CONFIG_ROCKCHIP_RKNPU です。Runtime の .so ファイルや Toolkit Lite2 の Python wheel はカーネルドライバーの代わりになりません。

#1.2 ドライバー、デバイスノード、負荷の確認

ボードで実行:

bash
uname -r
sudo dmesg | grep -i rknpu
sudo cat /sys/kernel/debug/rknpu/version
sudo cat /sys/kernel/debug/rknpu/load
ls -l /sys/class/drm/renderD*/device/driver

実機で得た出力の抜粋:

text
RKNPU driver: v0.9.8
NPU load:  Core0:  0%, Core1:  0%,

/sys/class/drm/renderD129/device/driver -> .../bus/platform/drivers/RKNPU

renderD129 は今回列挙された NPU ノードで、固定番号ではありません。device/driver が RKNPU を指すことで識別します。他の render ノードはディスプレイコントローラーや GPU の場合があるため、/dev/dri の存在だけで NPU が正常とは判断できません。

debugfs が未マウントの場合は、先に次を実行します。

bash
mountpoint -q /sys/kernel/debug || sudo mount -t debugfs debugfs /sys/kernel/debug

その後、バージョン確認を再試行します。debugfs の照会ファイルだけがない場合、ドライバーの欠如は証明できません。起動ログとドライバーのバインドも確認してください。

ボードのカーネル設定を確認します。

bash
grep '^CONFIG_ROCKCHIP_RKNPU=' /boot/config-$(uname -r)

実際の出力:

text
CONFIG_ROCKCHIP_RKNPU=y

=y はカーネルへの組み込みを意味します。したがって lsmod に rknpu がなくてもドライバーが欠けているとは限りません。公式 RKNN SDK V2.3.2 クイックスタートでは RKNPU ドライバー 0.9.2 以上を推奨し、今回は 0.9.8 で推論を検証しました。

#1.3 ドライバーがない、または更新が必要な場合

このガイドでは reComputer RK3576 用 Seeed/Armbian カーネルを使用します。ドライバー確認に問題がなければ、カーネルを再インストールせずにセクション 2 に進みます。

同じボードで Seeed のパッケージソースが設定済みなら、まずカーネルとデバイスツリーのパッケージを確認します。

bash
sudo apt update
apt-cache policy linux-image-vendor-seeed-rk3576 linux-dtb-vendor-seeed-rk3576

両パッケージがボードに対応するソースから提供され、候補バージョンが一致することを確認してから、対応するカーネルとデバイスツリーをインストールまたは更新します。

bash
sudo apt install --reinstall linux-image-vendor-seeed-rk3576 linux-dtb-vendor-seeed-rk3576
sudo reboot

この保守作業は起動カーネルを変更し、SSH を切断します。再接続後にセクション 1.2 を確認してください。インストールコマンドの成功だけではドライバーの検証になりません。

パッケージがない場合は、このボードの型番に対応するメーカーのイメージまたは BSP を入手してください。別のボードのカーネルをインストールしたり、rknpu.ko を無作為にコピーしたり、RK182x の DKMS パッケージを流用したりしないでください。独自 BSP では、対応カーネルで CONFIG_ROCKCHIP_RKNPU=y を有効にし、正しい NPU デバイスツリーを保持して、その BSP の手順でビルド・配置します。カーネルとデバイスツリーはボード固有であり、Toolkit の pip install では補えません。

#2. Runtime と Toolkit Lite2 のインストールと検証

#2.1 3 つのコンポーネントの役割

コンポーネントインストール先主な役割
RKNN-Toolkit2Ubuntu PC の独立した Python 環境ONNX の変換と量子化、.rknn の生成
RKNN Runtime / librknnrt.soRK3576 ボードモデルの読み込みと NPU 推論を行う C/C++ API
RKNN-Toolkit-Lite2RK3576 ボードの Python 環境Python 推論 API。ボードの Runtime とドライバーが必要

PC では from rknn.api import RKNN、ボード上の Lite2 では from rknnlite.api import RKNNLite を使います。Lite2 は推論用であり、ONNX を RKNN に変換しません。C++ サンプルは Lite2 に依存しません。

このガイドでは SCP でファイルを転送してボード上で実行します。PC から USB 経由で推論しないため、rknn_server の起動は不要です。

#2.2 PC で公式リポジトリの固定リビジョンを取得

セクション 3 と 4 でも同じ 2 つのディレクトリを使います。新しい作業ディレクトリに一度だけクローンしてください。

PC で実行:

bash
sudo apt update
sudo apt install git wget cmake make gcc g++ openssh-client
mkdir -p ~/RKNN2_Project
cd ~/RKNN2_Project

git clone https://github.com/airockchip/rknn-toolkit2.git
git -C rknn-toolkit2 checkout 59a913d172e7f5ff03c9076e2ec7b1b1288ffd08

git clone https://github.com/airockchip/rknn_model_zoo.git
git -C rknn_model_zoo checkout bad6c7334531becaf90a561988519b7bec34d0ab

これは実機検証に使用したコミットで、Model Zoo は v2.3.2 に相当します。後日の更新でコマンドのパスが変わらないよう、コードとパッケージを固定します。

#2.3 ボードの Runtime をインストール

PC で実行:

bash
ssh rk3576@BOARD_IP 'mkdir -p ~/RKNN2_Project/packages'

scp ~/RKNN2_Project/rknn-toolkit2/rknpu2/runtime/Linux/librknn_api/aarch64/librknnrt.so \
  rk3576@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/packages/

ボードで実行: 既存のライブラリがあればバックアップしてから新しいライブラリをインストールします。

bash
sudo apt update
sudo apt install binutils

if [ -e /usr/lib/librknnrt.so ]; then
  sudo cp -a /usr/lib/librknnrt.so "/usr/lib/librknnrt.so.bak-$(date +%Y%m%d-%H%M%S)"
fi
sudo install -m 0644 ~/RKNN2_Project/packages/librknnrt.so /usr/lib/librknnrt.so
sudo ldconfig
strings /usr/lib/librknnrt.so | grep 'librknnrt version'

このパッケージのバージョン文字列:

text
librknnrt version: 2.3.2 (429f97ae6b@2025-04-09T09:09:27)

Lite2 にはこの手順が必要です。 今回検証した Lite2 は /usr/lib/librknnrt.so を探します。Demo ディレクトリの LD_LIBRARY_PATH を設定するだけではシステムライブラリの確認を代替できません。RK3588 ではファイルがないため Can not find dynamic library on RK3588! が発生し、配置後に解消しました。

#2.4 ボードに Toolkit Lite2 をインストール

ボードの Debian 12 は Python 3.11 を使用するため、cp311 と aarch64 の wheel を選びます。

PC で実行:

bash
scp ~/RKNN2_Project/rknn-toolkit2/rknn-toolkit-lite2/packages/rknn_toolkit_lite2-2.3.2-cp311-cp311-manylinux_2_17_aarch64.manylinux2014_aarch64.whl \
  rk3576@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/packages/

ボードで実行:

bash
sudo apt install python3.11-venv
python3 -m venv ~/venvs/rknn-lite2
source ~/venvs/rknn-lite2/bin/activate

python -m pip install \
  ~/RKNN2_Project/packages/rknn_toolkit_lite2-2.3.2-cp311-cp311-manylinux_2_17_aarch64.manylinux2014_aarch64.whl
python -m pip check
python -c "from rknnlite.api import RKNNLite; print('RKNN Toolkit Lite2 import OK')"

2 つの確認で得た実際の出力:

text
No broken requirements found.
RKNN Toolkit Lite2 import OK

PC 用の x86_64 wheel をボードに転送しないでください。ensurepip is not available が出る場合は python3.11-venv のインストールを確認し、仮想環境を作り直します。インポート成功は Python パッケージの確認にすぎず、実際の NPU 推論はセクション 4 で検証します。

#3. Ubuntu PC で Toolkit を設定して YOLO11n を変換

#3.1 PC に Python 3.11 環境を作成

PC で実行: 新しい PC 向けの Miniforge インストール手順です。Conda がすでにあれば、既存の Conda で同名の環境を作成できます。

bash
mkdir -p ~/Downloads
cd ~/Downloads
wget -c https://github.com/conda-forge/miniforge/releases/download/25.3.0-1/Miniforge3-25.3.0-1-Linux-x86_64.sh
bash Miniforge3-25.3.0-1-Linux-x86_64.sh -b -p "$HOME/miniforge3"
source ~/miniforge3/etc/profile.d/conda.sh
conda create -n rknn2 python=3.11 -y
conda activate rknn2

PC の新しい端末では、以降の Python コマンドの前に source ~/miniforge3/etc/profile.d/conda.sh と conda activate rknn2 を実行します。

#3.2 Toolkit2 2.3.2 をインストール

PC で実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project/rknn-toolkit2/rknn-toolkit2
python -m pip install \
  -r packages/x86_64/requirements_cp311-2.3.2.txt \
  packages/x86_64/rknn_toolkit2-2.3.2-cp311-cp311-manylinux_2_17_x86_64.manylinux2014_x86_64.whl \
  'onnx==1.16.1' 'protobuf==4.25.4'

python -m pip check
python -m pip show rknn-toolkit2
python -c "from rknn.api import RKNN; print('RKNN Toolkit2 import OK')"

検証した変換環境は Python 3.11.14 と Toolkit2 2.3.2 です。依存関係を修正した後、pip check は No broken requirements found. を返しました。

ONNX と protobuf を明示的に固定すると、古いプロジェクトの依存関係との混在を防げます。独立環境の ONNX 1.16.1 と protobuf 4.25.4 で変換し、元の Conda 環境は変更しません。

#3.3 公式に適合した YOLO11n をダウンロード

PC で実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project/rknn_model_zoo/examples/yolo11/model
bash download_model.sh
ls -lh yolo11n.onnx

ダウンロードした yolo11n.onnx のサイズは 10,527,859 バイトでした。

この Rockchip 向け ONNX を使用してください。出力レイアウトは公式 C++ 後処理に対応しており、任意の Ultralytics の元のエクスポートで置き換えないでください。独自学習モデルは公式の YOLO11 エクスポート手順 に従って調整します。

#3.4 RK3576 INT8 モデルに変換

PC で実行:

bash
conda activate rknn2
cd ~/RKNN2_Project/rknn_model_zoo
export PYTHONPATH="$PWD${PYTHONPATH:+:$PYTHONPATH}"
ls datasets/COCO/coco_subset_20.txt
ls datasets/COCO/subset

cd examples/yolo11/python
python convert.py ../model/yolo11n.onnx rk3576 i8 ../model/yolo11n_rk3576.rknn
ls -lh ../model/yolo11n_rk3576.rknn

4 つの引数は ONNX パス、対象プラットフォーム、量子化方式、出力パスの順です。このページでは必ず rk3576 を使用します。

変換スクリプトはリポジトリ内の datasets/COCO/coco_subset_20.txt を較正データに使用します。相対パスが正しく解決されるよう examples/yolo11/python から実行してください。この小規模データセットは初回確認用です。実運用モデルは実際のシーンを代表するデータで較正し、精度を評価してください。

実際の変換出力の抜粋:

text
I rknn-toolkit2 version: 2.3.2
...
--> Building model
...
I rknn building ...
I rknn building done.
done
--> Export rknn model
done

最初のログ行にはツール内部のビルド情報が加わる場合があります。対象ファイルの生成を成功の基準とします。既定の入出力型が int8 になったという通知は量子化スクリプトの通常の表示です。対応する C++ サンプルで入出力を扱い、画像を独自に符号付き値へ変換しないでください。

この RKNN2 サンプルでは、ボードに配置する .rknn モデルファイルは 1 つだけです。

#4. ビルドし、SCP で配置して実行

#4.1 ARM64 クロスコンパイラーを準備

PC で実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project
wget -c https://dn.odroid.com/compiler/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar
tar -xf gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar

export GCC_COMPILER="$HOME/RKNN2_Project/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin/aarch64-linux-gnu"
"${GCC_COMPILER}-gcc" --version

検証したコンパイラーは Linaro GCC 6.3.1 20170404 です。GCC_COMPILER は末尾の -gcc を含まない接頭辞で、ビルドスクリプトが追加します。

#4.2 RK3576 用 YOLO11 C++ サンプルをビルド

PC で実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project/rknn_model_zoo
bash build-linux.sh -t rk3576 -a aarch64 -b Release -d yolo11

リポジトリのスクリプトに実行権限がなくても Permission denied とならないよう、bash build-linux.sh を使用します。モデルを先に変換してからビルドすると、生成した .rknn が配置ディレクトリに含まれます。

配置ディレクトリの構成例です。その他の同梱サンプルは残して構いません。

text
install/rk3576_linux_aarch64/rknn_yolo11_demo/
├── rknn_yolo11_demo
├── lib/
│   ├── librknnrt.so
│   └── librga.so
└── model/
    ├── yolo11n_rk3576.rknn
    ├── bus.jpg
    └── coco_80_labels_list.txt

同じリポジトリで両プラットフォーム向けに変換すると、インストール先に .rknn が 2 つ入る場合があります。実行時は rk3576 の接尾辞があるファイルを明示的に選びます。

#4.3 SCP でディレクトリ全体を配置

PC で実行:

bash
ssh rk3576@BOARD_IP 'mkdir -p ~/RKNN2_Project'
cd ~/RKNN2_Project/rknn_model_zoo
scp -r install/rk3576_linux_aarch64/rknn_yolo11_demo \
  rk3576@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/

実行ファイルだけでなく lib/ と model/ もコピーします。サンプルの Runtime は lib/ に同梱され、検証したバージョンは 2.3.2 です。

#4.4 ボード上で物体検出を実行

ボードで実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project/rknn_yolo11_demo
sudo env LD_LIBRARY_PATH="$PWD/lib${LD_LIBRARY_PATH:+:$LD_LIBRARY_PATH}" \
  ./rknn_yolo11_demo model/yolo11n_rk3576.rknn model/bus.jpg

RK3576 の実際の出力の抜粋:

text
model input num: 1, output num: 9
model is NHWC input fmt
model input height=640, width=640, channel=3
...
rknn_run
bus @ (95 136 553 438) 0.944
person @ (108 236 222 535) 0.898
person @ (212 240 284 509) 0.835
person @ (476 229 559 522) 0.831
person @ (79 358 117 515) 0.452
write_image path: out.png width=640 height=640 channel=3 ...

プロセスが正常終了し、バスと人物の検出結果を表示して、現在のディレクトリに out.png を生成すれば成功です。座標とスコアはツールや量子化の結果で多少変わります。安定した FPS は測定しておらず、この機能確認は性能ベンチマークではありません。

PC で実行して画像を取得:

bash
mkdir -p ~/RKNN2_Project/results
scp rk3576@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/rknn_yolo11_demo/out.png \
  ~/RKNN2_Project/results/yolo11n-rk3576-out.png

PC で画像を開き、検出枠を確認します。ボードにディスプレイが接続されていれば、ボードの GUI でも開けます。

#4.5 Lite2 で同じモデルが動作することを確認

C++ 検出後、同じモデルで Python 推論経路を確認できます。

ボードで実行:

bash
cd ~/RKNN2_Project/rknn_yolo11_demo
sudo "$HOME/venvs/rknn-lite2/bin/python" - <<'PYCODE'
import numpy as np
from rknnlite.api import RKNNLite

rknn = RKNNLite()
try:
    ret = rknn.load_rknn('model/yolo11n_rk3576.rknn')
    if ret != 0:
        raise RuntimeError(f'load_rknn failed: {ret}')
    ret = rknn.init_runtime()
    if ret != 0:
        raise RuntimeError(f'init_runtime failed: {ret}')
    outputs = rknn.inference(inputs=[np.zeros((1, 640, 640, 3), dtype=np.uint8)])
    if outputs is None:
        raise RuntimeError('inference failed')
    print('Lite2 inference OK; output count:', len(outputs))
finally:
    rknn.release()
PYCODE

実際の結果:

text
Lite2 inference OK; output count: 9

仮想環境の Python を絶対パスで指定し、sudo python3 が Lite2 のないシステム Python を呼ばないようにします。

#4.6 よくある問題と完了条件

症状確認事項
NPU ドライバーが見つからないセクション 1.2 の RKNPU バインドと起動ログを確認。内蔵ドライバーは lsmod に現れなくてもよい
Lite2 のインポートは成功するが初期化に失敗/usr/lib/librknnrt.so、NPU ドライバー、アクセス権を確認
Can not find dynamic libraryセクション 2.3 に従いシステム Runtime を配置。Demo の lib/ だけでは不十分
pip check で依存関係が競合セクション 3.2 の独立した PC 環境を使い、他プロジェクトの古い ONNX/protobuf を使わない
較正画像または py_utils が見つからない作業ディレクトリ、リポジトリの較正データ、PYTHONPATH を確認
モデルのプラットフォームが違うrk3576 向けに再変換し、yolo11n_rk3576.rknn を実行
モデルまたはラベルファイルがない配置ディレクトリ全体をコピーし、先に rknn_yolo11_demo に移動
動的ライブラリがないlib/librknnrt.so を確認し、セクション 4.4 のように LD_LIBRARY_PATH を指定

完了時には、NPU ドライバーの照会、Runtime/Lite2 の利用、PC での変換、C++ による検出画像の生成、Lite2 による 9 個の出力テンソルの取得ができるはずです。

#4.7 参考資料