RK3588 で CNN モデルを実行する方法

Ubuntu PC で YOLO11n を変換し、SSH/SCP で RK3588 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:RK3588 で CNN モデルを実行する

YOLO11n を使い、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行います。RK3588 内蔵 NPU で動作させ、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 RK3588、aarch64
ボード OSDebian 12 / Armbian 26.08.0-trunk
ボードのカーネル6.1.115-vendor-seeed-rk3588
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rk3588 / rk3588 + 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です。BOARD_IP と例のユーザー名 rk3588 を実際のアドレスとアカウントに置き換えます。

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 rk3588@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

RK3588 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を代替できません。

#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%, Core2:  0%,

/sys/class/drm/renderD130/device/driver -> .../bus/platform/drivers/RKNPU

今回の NPU ノードは renderD130 でしたが番号は変わり得ます。device/driver が RKNPU を指すことで識別してください。

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

マウント後に再試行し、起動ログとドライバーのバインドも合わせて判断します。

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 RK3588 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-rk3588 linux-dtb-vendor-seeed-rk3588

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-rk3588 linux-dtb-vendor-seeed-rk3588
sudo reboot

再起動すると SSH は切断されます。再接続後、セクション 1.2 に従ってドライバーを検証します。

パッケージがない場合は、このボードに対応するメーカーのイメージまたは BSP を使用します。独自カーネルでは CONFIG_ROCKCHIP_RKNPU=y を有効にし、このボードの NPU デバイスツリー設定を使います。

#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.soRK3588 ボードモデルの読み込みと NPU 推論を行う C/C++ API
RKNN-Toolkit-Lite2RK3588 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、ボードの Python では from rknnlite.api import RKNNLite を使います。Lite2 にモデル変換機能はなく、C++ サンプルは Runtime を直接呼び出します。

このガイドはボード上で推論するため、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 rk3588@BOARD_IP 'mkdir -p ~/RKNN2_Project/packages'

scp ~/RKNN2_Project/rknn-toolkit2/rknpu2/runtime/Linux/librknn_api/aarch64/librknnrt.so \
  rk3588@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 /usr/lib/librknnrt.so が必要です。Demo ディレクトリの LD_LIBRARY_PATH の設定だけではこの手順を代替できません。

#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 \
  rk3588@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

ensurepip is not available が出たら python3.11-venv をインストールし、仮想環境を作り直します。実際の推論はセクション 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')"

検証環境は Python 3.11.14、Toolkit2 2.3.2、ONNX 1.16.1、protobuf 4.25.4 で、pip check は No broken requirements found. を返しました。他プロジェクトとの競合を避けるため独立環境で依存バージョンを固定します。

#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。

サンプルの C++ 後処理に合う出力レイアウトを持つ Rockchip 向け ONNX を使います。独自学習モデルは YOLO11 エクスポート手順 に従って出力してください。

#3.4 RK3588 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 rk3588 i8 ../model/yolo11n_rk3588.rknn
ls -lh ../model/yolo11n_rk3588.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 rk3588 を使用します。

スクリプトが較正データ datasets/COCO/coco_subset_20.txt を見つけられるよう、examples/yolo11/python から実行します。このデータはサンプルの検証用です。実運用モデルには実際のシーンを代表する較正データを使用します。

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

変換が成功すると .rknn ファイルが生成されます。入出力型が int8 に変わるという通知は量子化の注意事項です。以降は対応する C++ サンプルで入出力を処理します。

#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 RK3588 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 rk3588 -a aarch64 -b Release -d yolo11

モデルを変換してからビルドすると、スクリプトが .rknn を配置ディレクトリにコピーします。

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/rk3588_linux_aarch64/rknn_yolo11_demo/
├── rknn_yolo11_demo
├── lib/
│   ├── librknnrt.so
│   └── librga.so
└── model/
    ├── yolo11n_rk3588.rknn
    ├── bus.jpg
    └── coco_80_labels_list.txt

#4.3 SCP でディレクトリ全体を配置

PC で実行:

bash
ssh rk3588@BOARD_IP 'mkdir -p ~/RKNN2_Project'
cd ~/RKNN2_Project/rknn_model_zoo
scp -r install/rk3588_linux_aarch64/rknn_yolo11_demo \
  rk3588@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/

lib/ と model/ を含むディレクトリ全体をコピーします。同梱 Runtime のバージョンは 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_rk3588.rknn model/bus.jpg

RK3588 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 @ (91 135 552 435) 0.948
person @ (109 236 223 536) 0.898
person @ (212 240 285 509) 0.843
person @ (477 230 559 521) 0.827
person @ (79 359 116 515) 0.448
write_image path: out.png width=640 height=640 channel=3 ...

プロセスが正常終了して out.png を生成すれば検出完了です。座標と信頼度はバージョンや量子化結果により変わる場合があります。

PC で実行して画像を取得:

bash
mkdir -p ~/RKNN2_Project/results
scp rk3588@BOARD_IP:~/RKNN2_Project/rknn_yolo11_demo/out.png \
  ~/RKNN2_Project/results/yolo11n-rk3588-out.png

PC で結果画像を開いて検出枠を確認するか、ボードの GUI で out.png を直接開きます。

#4.5 Lite2 で同じモデルが動作することを確認

同じモデルとゼロ値の入力で Lite2 の推論経路を確認します。この手順では画像検出の後処理は行いません。

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_rk3588.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rk3588 向けに再変換し、yolo11n_rk3588.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