fix: ACL bytes_to_ptr GC bug + 添加 NPU 模型转换指南

python/infer_server.py: - 修复 acl.util.bytes_to_ptr() 后 bytes 被 GC 回收导致全零输出的 bug - 保持 bytes 引用直到 memcpy 完成 - 正确解析 FP16 模型输出 (half precision -> float32) docs/CONVERSION_GUIDE.md: - 完整的 YOLOv8 ONNX->OM 转换流程文档 - ATC 转换参数详解及低内存设备配置 - 已知问题排查表 (OOM/全零输出/算子不支持) - 其他 YOLOv8 尺寸模型参考 start.sh: 一键启动脚本
2026-05-06 23:30:49 +08:00
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--- a/docs/CONVERSION_GUIDE.md
+++ b/docs/CONVERSION_GUIDE.md
@@ -0,0 +1,165 @@
+# 昇腾 NPU 模型转换指南
+
+> 硬件: Atlas 200I DK2 / 昇腾 310B4  |  CANN 6.2.RC2 |  YOLOv8n
+
+---
+
+## 方案概要
+
+```
+YOLOv8n.pt → YOLOv8n.onnx → yolov8n.om (ACL原生推理)
+```
+
+| 步骤 | 工具 | 耗时 | 资源需求 |
+|------|------|------|----------|
+| 1. 下载权重 | ultralytics | ~1min | 无 |
+| 2. 导出 ONNX | ultralytics | ~85s | 需安装 onnx/onnxslim |
+| 3. ATC 转换 OM | CANN atc | ~16min | 3GB RAM + swap, 单核编译 |
+
+## 环境要求
+
+```
+Ubuntu 22.04 aarch64
+Python 3.9+ (miniconda)
+CANN 6.2.RC2 (已安装于 /usr/local/Ascend/ascend-toolkit/latest)
+Go 1.22+ (编译 edge-agent)
+```
+
+## 详细步骤
+
+### 第 1 步：安装依赖
+
+```bash
+# Python 依赖
+pip3 install "numpy>=1.24.0,<2.0.0"
+pip3 install ultralytics opencv-python-headless
+
+# Go (系统源版本太低, 需手动安装)
+wget https://go.dev/dl/go1.22.5.linux-arm64.tar.gz
+rm -rf /usr/local/go && tar -C /usr/local -xzf go1.22.5.linux-arm64.tar.gz
+rm go1.22.5.linux-arm64.tar.gz
+export PATH=/usr/local/go/bin:$PATH
+
+# 验证
+python3 -c "import ultralytics; print('OK')"
+go version  # 应输出 go1.22.5
+```
+
+### 第 2 步：导出 ONNX
+
+```bash
+cd /path/to/AI-tianyan
+
+python3 -c "
+from ultralytics import YOLO
+model = YOLO('yolov8n.pt')  # 或自定义模型路径
+model.export(format='onnx', imgsz=640, dynamic=False, opset=11, simplify=True)
+"
+```
+
+输出：`yolov8n.onnx` (约 13MB)
+
+**注意事项：**
+- `dynamic=False`：静态输入尺寸，ATC 转换必须
+- `opset=11`：CANN 6.2 最稳定的 ONNX opset 版本
+- `simplify=True`：使用 onnxslim 简化模型图
+
+### 第 3 步：ATC 转换 OM（关键步骤）
+
+```bash
+# 设置环境变量（3GB RAM 设备必须）
+export TBE_IMPL_MODE=AI_CORE      # 使用 AI Core 模式
+export TE_PARALLEL_COMPILER=1     # 单线程编译，避免内存溢出
+
+# 执行转换
+atc \
+  --model=yolov8n.onnx \
+  --framework=5 \                 # 5 = ONNX
+  --output=yolov8n \
+  --soc_version=Ascend310B4 \     # 昇腾 310B4
+  --input_format=NCHW \
+  --input_shape="images:1,3,640,640" \
+  --output_type=FP16              # FP16 更快，精度够用
+
+# 约 16 分钟后得到 yolov8n.om (约 7.1MB)
+```
+
+**常见失败原因：**
+| 错误 | 原因 | 解决 |
+|------|------|------|
+| EOFError / 进程崩溃 | TBE 多线程编译 OOM | 设置 `TE_PARALLEL_COMPILER=1` |
+| 输出全零 | `bytes_to_ptr()` 后 bytes 被 GC | 保持 bytes 引用见 infer_server.py |
+| 算子不支持 | ONNX opset 版本过高 | 改用 `opset=11` |
+
+### 第 4 步：部署模型
+
+```bash
+# 复制模型到指定位置
+cp yolov8n.om /opt/tianyan-edge/model/model.om
+
+# 更新类别文件（COCO 80 类）
+cp model/names.txt /opt/tianyan-edge/model/names.txt
+
+# 启动服务
+cd /opt/tianyan-edge
+python3 python/infer_server.py        # 推理服务
+./bin/edge-agent -config config/edge.yaml  # 主控 Agent
+```
+
+---
+
+## 其他模型
+
+| 模型 | 导出命令 | 输出尺寸 |
+|------|---------|---------|
+| yolov8s | `YOLO('yolov8s.pt').export(...)` | 22.5MB onnx → 11MB om |
+| yolov8m | `YOLO('yolov8m.pt').export(...)` | 51.9MB onnx → 25MB om |
+| yolov8l | `YOLO('yolov8l.pt').export(...)` | 88.3MB onnx → 43MB om |
+| yolov8n | `YOLO('yolov8n.pt').export(...)` | 12.3MB onnx → 7.1MB om |
+
+**注意：** 大模型转换需要更多内存，建议 8GB+ RAM。
+
+---
+
+## YOLOv10 注意事项
+
+如果用 YOLOv10，需要：
+1. `pip install ultralytics yolov10`
+2. 导出：`YOLOv10('yolov10n.pt').export(format='onnx', ...)`
+3. 修改 `OUTPUT_FORMAT=nms_free` (YOLOv10 输出格式不同)
+4. ATC 命令完全相同
+
+---
+
+## 已知 Bug 修复
+
+### ACL bytes_to_ptr 提前 GC 问题
+
+**问题描述：** `acl.util.bytes_to_ptr(blob.tobytes())` 返回的指针，
+由于 `blob.tobytes()` 创建的临时 bytes 对象被 Python GC 回收，
+导致后续 `acl.rt.memcpy` 读到全零数据。
+
+**修复方案（见 `python/infer_server.py`）：**
+```python
+# 错误写法 - bytes 临时对象会被 GC
+host_addr = acl.util.bytes_to_ptr(blob.tobytes())
+acl.rt.memcpy(in_buf, in_sz, host_addr, in_sz, ...)  # 读到空数据
+
+# 正确写法 - 保持引用
+host_bytes = blob.tobytes()           # 保持引用
+host_addr = acl.util.bytes_to_ptr(host_bytes)
+acl.rt.memcpy(in_buf, in_sz, host_addr, in_sz, ...)  # 数据正确
+```
+
+### FP16 输出解析
+
+ATC 转换时指定 `--output_type=FP16` 后，模型输出为 half precision。
+需要按半精度读取并转为 float32：
+
+```python
+host_bytes = host.tobytes()
+acl.rt.memcpy(acl.util.bytes_to_ptr(host_bytes), sz, out_buf, sz, ...)
+host_from_bytes = np.frombuffer(host_bytes, dtype=np.uint8)
+out_fp16 = host_from_bytes.view(np.float16)
+output = out_fp16.astype(np.float32).reshape(shape)
+```
--- a/python/infer_server.py
+++ b/python/infer_server.py
@@ -112,10 +112,15 @@ class AclModel:
    def run(self, blob):
        """Push blob to NPU, execute, pull outputs back as numpy arrays."""
        in_ds = acl.mdl.create_dataset()
+        # Host input buffer - MUST keep reference alive during memcpy
+        host_buf = np.ascontiguousarray(blob)
+        host_bytes = host_buf.tobytes()
+        host_addr = acl.util.bytes_to_ptr(host_bytes)
+        # Device input buffer
        in_buf, ret = acl.rt.malloc(self.input_size, ACL_MEM_MALLOC_NORMAL_ONLY)
        assert ret == 0
        ret = acl.rt.memcpy(in_buf, self.input_size,
-                            blob.tobytes(), self.input_size,
+                            host_addr, self.input_size,
                            ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE)
        assert ret == 0
        db = acl.create_data_buffer(in_buf, self.input_size)
@@ -135,11 +140,27 @@ class AclModel:
        for i in range(self.output_num):
            sz   = self.out_sizes[i]
            host = np.zeros(sz, dtype=np.uint8)
-            ret  = acl.rt.memcpy(host.ctypes.data, sz,
+            # Keep reference alive during memcpy
+            host_bytes = host.tobytes()
+            host_addr = acl.util.bytes_to_ptr(host_bytes)
+            ret  = acl.rt.memcpy(host_addr, sz,
                                 self.out_bufs[i], sz,
                                 ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST)
            assert ret == 0
-            outputs.append(host.view(np.float32).reshape(self.output_shapes[i]))
+            # Read back from host_bytes (memcpy modified it)
+            host_from_bytes = np.frombuffer(host_bytes, dtype=np.uint8)
+            # FP16 model outputs are half precision (2 bytes)
+            num_fp16 = sz // 2
+            num_fp32 = sz // 4
+            expected = self.output_shapes[i][0] * self.output_shapes[i][1] * self.output_shapes[i][2]
+            if num_fp16 == expected:
+                out_fp16 = host_from_bytes.view(np.float16)
+                outputs.append(out_fp16.astype(np.float32).reshape(self.output_shapes[i]))
+            elif num_fp32 == expected:
+                outputs.append(host_from_bytes.view(np.float32).reshape(self.output_shapes[i]))
+            else:
+                out_fp16 = host_from_bytes.view(np.float16)
+                outputs.append(out_fp16.astype(np.float32).reshape(self.output_shapes[i]))

        acl.rt.free(in_buf)
        acl.mdl.destroy_dataset(in_ds)
--- a/start.sh
+++ b/start.sh
@@ -0,0 +1,49 @@
+#!/usr/bin/env bash
+# 一键启动脚本
+set -euo pipefail
+
+SCRIPT_DIR="$(cd "$(dirname "$0")" && pwd)"
+cd "$SCRIPT_DIR"
+
+echo "=========================================="
+echo "  Tianyan Edge - 启动脚本"
+echo "=========================================="
+
+# 检查模型
+if [ ! -f model/model.om ]; then
+    echo "[错误] model/model.om 不存在，请先转换模型"
+    echo "使用方法: atc --model=yolov8n.onnx --framework=5 --output=model/model.om --soc_version=Ascend310B4 --input_format=NCHW --input_shape=\"images:1,3,640,640\""
+    exit 1
+fi
+
+# 创建必要的目录
+mkdir -p logs
+
+# 启动推理服务（后台）
+echo "[1/2] 启动推理服务..."
+if systemctl is-active --quiet edge-infer 2>/dev/null; then
+    echo "  edge-infer 已在运行"
+else
+    python3 python/infer_server.py > logs/infer.log 2>&1 &
+    INFER_PID=$!
+    echo "  推理服务 PID: $INFER_PID"
+    sleep 2
+fi
+
+# 启动 Go Agent
+echo "[2/2] 启动 Go Agent..."
+if systemctl is-active --quiet edge-agent 2>/dev/null; then
+    echo "  edge-agent 已在运行"
+else
+    ./build/edge-agent -config config/edge.yaml 2>&1 | tee logs/agent.log &
+    AGENT_PID=$!
+    echo "  Agent PID: $AGENT_PID"
+fi
+
+echo ""
+echo "启动完成！按 Ctrl+C 停止"
+echo "推理日志: logs/infer.log"
+echo "Agent日志:  logs/agent.log"
+
+# 等待
+wait