使用 ExecuTorch 在移动端和边缘设备上部署 YOLO26#

在智能手机、平板电脑和嵌入式系统等边缘设备上部署计算机视觉模型，需要一种能在性能与资源限制之间取得平衡的优化运行时。ExecuTorch 是 PyTorch 面向边缘计算的解决方案，可实现 Ultralytics YOLO 模型的高效端侧推理。

本指南介绍如何将 Ultralytics YOLO 模型导出为 ExecuTorch 格式，从而以优化的性能将模型部署到移动端和边缘设备上。

为什么要导出为 ExecuTorch？#

ExecuTorch 是 PyTorch 用于在移动端和边缘设备上实现端侧推理能力的端到端解决方案。ExecuTorch 以可移植和高效为目标构建，可用于在各种计算平台上运行 PyTorch 程序。

ExecuTorch 的主要功能#

ExecuTorch 提供了多项强大功能，用于将 Ultralytics YOLO 模型部署到边缘设备：

• 可移植模型格式：ExecuTorch 使用 .pte（PyTorch ExecuTorch）格式，该格式针对资源受限设备上的模型大小和加载速度进行了优化。

• XNNPACK 后端：默认集成 XNNPACK，可在移动端 CPU 上实现高度优化的推理，无需专用硬件即可提供出色性能。

• 支持量化：ExecuTorch 生态系统支持量化技术，可减小模型大小并提升推理速度；Ultralytics 目前通过 XNNPACK 后端导出 FP32 模型。

• 内存效率：优化的内存管理可减少运行时内存占用，使其适用于 RAM 有限的设备。

• 模型元数据：导出的模型会将元数据（图像大小、类别名称等）包含在单独的 YAML 文件中，便于集成。

使用 ExecuTorch 的部署选项#

ExecuTorch 模型可部署到各种边缘和移动平台：

• 移动应用：以原生性能部署到 iOS 和 Android 应用中，实现移动应用内的实时目标检测。

• 嵌入式系统：在 Raspberry Pi、NVIDIA Jetson 及其他基于 ARM 的系统等嵌入式 Linux 设备上运行，并获得优化的性能。

• 边缘 AI 设备：部署到配备自定义委托的专用边缘 AI 硬件上，以加速推理。

• IoT 设备：集成到 IoT 设备中，无需云连接即可执行端侧推理。

支持的任务#

ExecuTorch 导出支持全部七种 Ultralytics 任务。语义分割和深度估计仅适用于 YOLO26，因为 YOLO26 是唯一提供这些检测头的系列。

将 Ultralytics YOLO26 模型导出为 ExecuTorch#

将 Ultralytics YOLO26 模型转换为 ExecuTorch 格式，可实现其在移动端和边缘设备上的高效部署。

安装#

ExecuTorch 导出需要 Python 3.10-3.13 和 PyTorch >= 2.9.0，以及 executorch 包：

# Install Ultralytics package
pip install ultralytics

有关安装过程的详细说明和最佳实践，请参阅我们的 YOLO26 安装指南。安装 YOLO26 所需的软件包时，如果遇到任何困难，请参阅我们的 常见问题指南 获取解决方案和建议。

使用方法#

将 YOLO26 模型导出为 ExecuTorch 非常简单：

ExecuTorch 格式支持 Export、Predict 和 Validate 模式。导出模型，然后加载导出的模型以运行推理或验证其准确性。

from ultralytics import YOLO

# Load a YOLO26 model
model = YOLO("yolo26n.pt")

# Export the model to ExecuTorch format
model.export(format="executorch")  # creates 'yolo26n_executorch_model'

from ultralytics import YOLO

# Load the exported ExecuTorch model
model = YOLO("yolo26n_executorch_model")

# Run inference
results = model("https://ultralytics.com/images/bus.jpg")

from ultralytics import YOLO

# Load the exported ExecuTorch model
model = YOLO("yolo26n_executorch_model")

# Validate accuracy on the COCO8 dataset
metrics = model.val(data="coco8.yaml")

导出参数#

导出为 ExecuTorch 格式时，可以指定以下参数：

输出结构#

ExecuTorch 导出会创建一个包含模型和元数据的目录：

yolo26n_executorch_model/
├── model.pte               # ExecuTorch model file
└── metadata.yaml           # Model metadata (classes, image size, etc.)

使用导出的 ExecuTorch 模型#

导出模型后，你需要使用 ExecuTorch 运行时将其集成到目标应用中。

移动端集成#

对于移动应用（iOS/Android），你需要：

1. 添加 ExecuTorch 运行时：将 ExecuTorch 运行时库包含在移动项目中
2. 加载模型：在应用中加载 .pte 文件
3. 运行推理：处理图像并获取预测结果

iOS#

iOS 集成示例（Objective-C/C++）：

// iOS uses C++ APIs for model loading and inference
// See https://pytorch.org/executorch/stable/using-executorch-ios.html for complete examples

#include <executorch/extension/module/module.h>

using namespace ::executorch::extension;

// Load the model
Module module("/path/to/model.pte");

// Create input tensor
float input[1 * 3 * 640 * 640];
auto tensor = from_blob(input, {1, 3, 640, 640});

// Run inference
const auto result = module.forward(tensor);

Android#

从 Maven Central 添加 ExecuTorch Android AAR：

dependencies {
    implementation("org.pytorch:executorch-android:<version>")
}

Android 集成示例（Kotlin）：

import org.pytorch.executorch.EValue
import org.pytorch.executorch.Module
import org.pytorch.executorch.Tensor

// Load the model
val module = Module.load("/path/to/model.pte")

// Prepare input tensor
val inputTensor = Tensor.fromBlob(floatData, longArrayOf(1, 3, 640, 640))
val inputEValue = EValue.from(inputTensor)

// Run inference
val outputs = module.forward(inputEValue)
val scores = outputs[0].toTensor().dataAsFloatArray

嵌入式 Linux#

对于嵌入式 Linux 系统，请使用 ExecuTorch C++ API：

#include <executorch/extension/module/module.h>
#include <executorch/extension/tensor/tensor.h>

using namespace ::executorch::extension;

// Load model
Module module("model.pte");

// Prepare input
std::vector<float> input_data = preprocessImage(image);
auto input_tensor = from_blob(input_data.data(), {1, 3, 640, 640});

// Run inference
const auto outputs = module.forward(input_tensor);

有关将 ExecuTorch 集成到应用中的更多详情，请访问 ExecuTorch 文档。

性能优化#

模型大小优化#

要减小用于部署的模型大小：

• 使用更小的模型：从 YOLO26n（nano）开始，以获得最小的占用空间
• 降低输入分辨率：使用更小的图像尺寸（例如 imgsz=320 或 imgsz=416）
• 量化：应用量化技术（未来版本的 ExecuTorch 将支持）

推理速度优化#

要加快推理速度：

• XNNPACK 后端：默认的 XNNPACK 后端可提供优化的 CPU 推理
• 硬件加速：使用平台特定的委托（例如 iOS 的 CoreML）
• 批处理：在可能的情况下处理多张图像

基准测试#

Ultralytics 团队对 YOLO26 模型进行了基准测试，比较了 PyTorch 和 ExecuTorch 之间的速度与准确性。

故障排除#

常见问题#

问题：Python version error

解决方法：ExecuTorch 需要 Python 3.10 到 3.13。请使用支持的版本创建一个环境：

# Using conda
conda create -n executorch python=3.10
conda activate executorch

问题：Export fails during first run

解决方案：确保已安装最新的预构建 executorch wheel：

pip install --upgrade executorch

问题：Import errors for ExecuTorch modules

解决方案：确保 ExecuTorch 已正确安装：

pip install executorch --force-reinstall

如需更多故障排除帮助，请访问 Ultralytics GitHub Issues 或 ExecuTorch 文档。

总结#

将 YOLO26 模型导出为 ExecuTorch 格式，可实现其在移动端和边缘设备上的高效部署。凭借基于 PyTorch 的原生集成、跨平台支持和优化的性能，ExecuTorch 是边缘 AI 应用的绝佳选择。

要点：

• ExecuTorch 提供基于 PyTorch 原生能力的边缘部署，并具备出色性能
• 使用 format='executorch' 参数即可轻松导出
• 模型通过 XNNPACK 后端针对移动端 CPU 进行了优化
• 支持 iOS、Android 和嵌入式 Linux 平台
• 需要 Python 3.10-3.13 和 PyTorch >= 2.9.0

常见问题#