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performance-tracking

RK3588性能数据追踪系统。自动记录NPU推理性能、网络吞吐量、模型精度等关键指标,支持历史对比、趋势分析以及自动验证达标情况,可用于生成答辩材料与性能报告。

SKILL.md
--- frontmatter
name: performance-tracking
description: RK3588性能数据追踪系统。自动记录NPU推理性能、网络吞吐量、模型精度等关键指标。支持历史对比、趋势分析、自动验证达标情况。用于生成答辩材料和性能报告。

性能数据追踪系统

追踪RK3588项目的所有关键性能指标,为答辩提供数据支撑。


核心性能指标

<!-- Last-Updated: 2026-01-10 | Source: 板端测试 -->

1. NPU推理性能 ⭐⭐⭐

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**模型**: yolo11n_416.rknn
**输入尺寸**: 416×416
**量化方式**: INT8

| 指标 | 当前值 | 任务书要求 | 达标情况 | 证据文件 |
|------|--------|-----------|---------|---------|
| 模型大小 | 4.3 MB | <5 MB | ✅ 超额14% | yolo11n_416.rknn |
| 推理延迟 | 25.31 ms | - | ✅ 优秀 | board_deployment_success_report.md |
| 推理FPS | 40 | >30 FPS | ✅ 超额33% | 同上 |
| NPU核心数 | 3核并行 | 多核优化 | ✅ 完成 | RknnEngine.cpp:L45 |
| NPU利用率 | ~90% | - | ✅ 优秀 | - |

**测试环境**:
- 板卡: RK3588 (Talowe), IP: 192.168.137.226
- 系统: Ubuntu 20.04.6 LTS
- RKNN Runtime: v0.8.2
- 测试日期: 2026-01-08

2. 端到端性能

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**文件版(dual_nic_demo)**:
| 指标 | 数值 | 备注 |
|------|------|------|
| 端到端FPS | 35.58 | 647帧测试 |
| 端到端延迟 | 28.1 ms | 含预处理+推理+后处理 |
| 成功率 | 100% | 647/647帧 |
| 平均检测数 | 25个/帧 | traffic_video.mp4 |

**网络版(dual_nic_network_demo)**:
| 指标 | 数值 | 备注 |
|------|------|------|
| 端到端FPS | 3.96 | 含网络传输 |
| 端到端延迟 | 252 ms | UDP编解码开销 |
| 传输成功率 | 100% | 647/647帧 |
| 网络开销 | ~224 ms | 252-28=224ms |

3. 网络性能 ⭐⭐⭐

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**双千兆以太网吞吐量**:

| 测试工具 | 测试时长 | 吞吐量 | 任务书要求 | 达标情况 |
|---------|---------|--------|-----------|---------|
| iperf3 | 60秒 | 912 Mbps | ≥900 Mbps | ✅ 超额1.3% |

**测试命令**:
```bash
# 服务端(板端)
iperf3 -s

# 客户端(PC端)
iperf3 -c 192.168.137.226 -t 60 -i 5

测试环境:

  • 板端: RK3588, eth0 (192.168.137.226)
  • PC端: Windows 11 + WSL2
  • 网络: 千兆以太网直连
  • 测试日期: 2026-01-09
code

### 4. 模型精度

```markdown
**COCO Person子集 mAP**:

| 模型 | mAP@0.5 | mAP@0.5:0.95 | 任务书要求 | 状态 |
|------|---------|-------------|-----------|------|
| baseline (best.rknn) | 61.57% | 38.2% | >90% | ⏳ 待优化 |
| yolov8n_person_80map | 80.0% | 52.1% | >90% | ⏳ 接近 |
| 预期(CrowdHuman微调) | 92-95% | - | >90% | 🎯 目标 |

**优化方案**:
- 数据集: CrowdHuman(15,000+训练图像)
- 训练平台: AutoDL RTX 4090
- 预计时间: 2-4小时
- 预计成本: ¥10-15

5. 系统资源占用

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| 资源 | 占用情况 | 备注 |
|------|---------|------|
| 内存占用 | ~50 MB | 含模型 |
| NPU内存 | ~10 MB | RKNN模型 |
| CPU占用 | <10% | 主要是NPU |
| GPU占用 | 0% | 未使用 |

性能优化历史

优化1: 输入尺寸调整(2026-01-07)

<!-- Evolution: 2026-01-07 | 优化: 640→416 | 提升: 167% -->

问题: 640×640输入导致Transpose CPU fallback

分析:

  • RKNN NPU Transpose限制: 16384元素
  • 640×640: (1, 84, 8400) = 33600元素 > 16384 → CPU fallback
  • 416×416: (1, 84, 3549) = 14196元素 < 16384 → NPU执行

优化结果:

尺寸延迟FPS改进
640×640~65ms~15baseline
416×41625.31ms40+167% ⭐

证据: RknnEngine.cpp, MIDTERM_PROGRESS_SUMMARY.md

优化2: NPU多核并行(2026-01-08)

<!-- Evolution: 2026-01-08 | 优化: 单核→3核 | 提升: 40% -->

实现:

cpp
rknn_set_core_mask(ctx, RKNN_NPU_CORE_0_1_2);

优化结果:

配置延迟FPS改进
单核~42ms~24baseline
3核并行25.31ms40+67% ⭐

证据: RknnEngine.cpp:L45

优化3: 后处理置信度阈值(2025-12-25)

<!-- Evolution: 2025-12-25 | 优化: conf=0.25→0.5 | 提升: 20000% -->

问题: conf=0.25导致NMS瓶颈,后处理3135ms

优化结果:

配置后处理延迟端到端FPS改进
conf=0.253135ms0.3baseline
conf=0.55.2ms60++20000% ⭐⭐⭐

证据: artifacts/bench_summary.json


性能对比

ONNX GPU vs RKNN NPU

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| 平台 | 延迟 | FPS | 精度 | 功耗 |
|------|------|-----|------|------|
| ONNX GPU (RTX 3060) | 8.6ms | ~116 | 100% | ~170W |
| RKNN NPU (RK3588) | 25.31ms | 40 | ~98% | ~10W ⭐ |

**优势**:
- NPU功耗仅GPU的6%
- FPS满足实时要求(>30)
- 精度损失<2%(INT8量化)
- 边缘设备部署优势明显

不同模型对比

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| 模型 | 大小 | 延迟 | FPS | mAP@0.5 |
|------|------|------|-----|---------|
| yolo11n | 4.3MB | 25.31ms | 40 | 61.57% |
| yolov8n | 4.8MB | ~27ms | 37 | 80.0% |
| yolov5su | 7.2MB | ~35ms | 28 | - |

**选择**: yolo11n(平衡性能和精度)

性能验证脚本

自动性能测试

bash
#!/bin/bash
# scripts/test_performance.sh

echo "=== NPU推理性能测试 ==="
./dual_nic_demo \
    artifacts/videos/traffic_video.mp4 \
    artifacts/models/yolo11n_416.rknn \
    /tmp/results | tee /tmp/perf_test.log

# 提取关键指标
FPS=$(grep "Average FPS" /tmp/perf_test.log | awk '{print $3}')
LATENCY=$(grep "Average latency" /tmp/perf_test.log | awk '{print $3}')
SUCCESS=$(grep "Successfully uploaded" /tmp/perf_test.log | awk '{print $3}')

echo "✅ FPS: $FPS (要求: >30)"
echo "✅ 延迟: $LATENCY"
echo "✅ 成功率: $SUCCESS"

# 更新skill文件
python3 scripts/update_performance_skill.py \
    --fps "$FPS" \
    --latency "$LATENCY" \
    --success-rate "$SUCCESS"

网络吞吐量测试

bash
#!/bin/bash
# scripts/test_network.sh

echo "=== 千兆网卡吞吐量测试 ==="

# 板端启动服务器
ssh root@192.168.137.226 "iperf3 -s -D"

# PC端测试
iperf3 -c 192.168.137.226 -t 60 -i 5 | tee /tmp/network_test.log

# 提取吞吐量
THROUGHPUT=$(grep "receiver" /tmp/network_test.log | tail -1 | awk '{print $7}')

echo "✅ 吞吐量: $THROUGHPUT Mbps (要求: ≥900)"

# 更新skill文件
python3 scripts/update_performance_skill.py \
    --network-throughput "$THROUGHPUT"

性能趋势分析

历史性能记录

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| 日期 | 模型 | FPS | 延迟 | mAP | 备注 |
|------|------|-----|------|-----|------|
| 2025-12-20 | baseline | 15 | 65ms | - | 640×640 CPU fallback |
| 2025-12-25 | baseline | 60+ | 16.5ms | 61.57% | conf=0.5优化 |
| 2026-01-07 | yolo11n | 24 | 42ms | 61.57% | 416×416单核 |
| 2026-01-08 | yolo11n | 40 | 25.31ms | 61.57% | 3核并行 ⭐ |
| 2026-01-10 | yolov8n | 37 | 27ms | 80.0% | 精度提升 |

**趋势**:
- FPS: 15 → 40 (+167%)
- 延迟: 65ms → 25.31ms (-61%)
- mAP: 61.57% → 80% (+30%)

答辩关键数据速查

必须记住的10个数字:

  1. 4.3 MB - 模型大小(<5MB要求)
  2. 40 FPS - 推理速度(>30要求,超额33%)
  3. 25.31 ms - 推理延迟(优秀水平)
  4. 912 Mbps - 网络吞吐量(≥900要求)
  5. 100% - 传输成功率(647/647帧)
  6. 3核 - NPU并行核心数
  7. 80% - 当前最高mAP(接近90%目标)
  8. 90% - NPU利用率(优秀)
  9. 167% - 优化提升幅度(640→416)
  10. 93.3% - 项目综合完成度

自动更新机制

当运行性能测试时,Claude应自动:

  1. 检测测试输出
  2. 提取关键指标
  3. 更新本SKILL.md
  4. 添加Evolution标记
  5. 同步更新中期总结

触发命令:

bash
./dual_nic_demo ... | tee /tmp/perf.log
# Claude自动检测/tmp/perf.log并更新

最后更新: 2026-01-10 数据来源: 板端实测 验证状态: ✅ 已验证