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OpenVLA复现

news 2025/8/4 18:36:25

0. 前言

为什么在看过那么多声称更先进的VLA，效果更好的VLA后，还要翻过头来尝试复现一下OpenVLA，首先因为OpenVLA的工作确实带来了相当大的影响，而且为后面的很多VLA都奠定了一定的基础；其次就是后续的很多VLA都会尝试去对比OpenVLA的效果；最后就是他的复现结果多一点，社区经验较为丰富，方便我这种初学者进行学习，没有太多其他复杂功能，整体思路比较明确。

最重要的可能还是学习吧，学习整个一套的流程，包括怎么微调以适应采摘任务，然后尝试使用openvla来应用于自己的特定任务上。

1. 开始复现

1.1 安装环境

conda create -n openvla python=3.10 -y
conda activate openvlaconda install pytorch torchvision torchaudio pytorch-cuda=12.4 -c pytorch -c nvidia -y git clone https://github.com/openvla/openvla.git
cd openvla
pip install -e .pip install packaging ninja
ninja --version; echo $?
pip install "flash-attn==2.5.5" --no-build-isolation

最后一步出现错误：

(openvla) strawberry@strawberry-E500-G9-WS760T:~/zzy/project/openvla$ pip install "flash-attn==2.5.5" --no-build-isolation
Collecting flash-attn==2.5.5Downloading flash_attn-2.5.5.tar.gz (2.5 MB)━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2.5/2.5 MB 9.1 MB/s eta 0:00:00Preparing metadata (setup.py) ... errorerror: subprocess-exited-with-errorRuntimeError: FlashAttention is only supported on CUDA 11.6 and above.  Note: make sure nvcc has a supported version by running nvcc -V.torch.__version__  = 2.2.0+cu121[end of output]note: This error originates from a subprocess, and is likely not a problem with pip.
error: metadata-generation-failed× Encountered error while generating package metadata.
╰─> See above for output.note: This is an issue with the package mentioned above, not pip.
hint: See above for details.

解决：
链接：https://github.com/Dao-AILab/flash-attention/releases/
下载那个对应python/torch/cuda版本的.whl文件。

查看python版本：python --version
查看torch版本：pip show torch
查看cuda版本：nvidia-smi 、ncvv -V，这两个看的是一个东西吗？

然后手动安装 pip install ./flash_attn-2.5.5+cu12torch2.5cxx11abiFALSE-cp310-cp310-linux_x86_64.whl

这样flash_attn-2.5.5安装是解决了，但是nvcc -V显示的版本是10.1，似乎还是存在问题。

1.2 配置仿真环境

git clone https://github.com/Lifelong-Robot-Learning/LIBERO.git
cd LIBERO
pip install -e .cd ..
pip install -r experiments/robot/libero/libero_requirements.txt

（可选）要下载我们在微调实验中使用的 LIBERO 数据集的修改版本，请运行以下命令。
这将下载 LIBERO-Spatial、LIBERO-Object、LIBERO-Goal 和 LIBERO-10 数据集，格式为 RLDS 数据（总计约 10 GB）。
您可以使用这些数据集来微调 OpenVLA 或训练其他方法。

conda install git-lfs
git lfs install
git clone https://huggingface.co/datasets/openvla/modified_libero_rlds

这一步是可选的，因为我们在下面提供了预训练的 OpenVLA 检查点。如果没有微调需求可以忽略。

我是选择下载了，当然下载会花一段时间（如果光标在闪请耐心等待）。

1.3 启动评估

他们通过 LoRA（r=32）在四个 LIBERO 任务套件上独立微调了 OpenVLA：

LIBERO-Spatial：包含10个任务，侧重于物体空间位置的变化，研究机器人对空间关系的理解和适应能力。
LIBERO-Object：包含10个任务，主要关注操作对象的变化，例如不同形状、大小或类型的物体，以考察机器人对不同物体的操作和认知能力。
LIBERO-Goal：包含10个任务，着重于任务目标的改变，检验机器人在不同目标下的规划和执行能力。
LIBERO-100：由100个任务组成，其中LIBERO-90和LIBERO-10可分别用于预训练和评估长期学习性能，涵盖更广泛的任务类型和变化，全面评估机器人的终身学习能力。

这四个检查点可在 Hugging Face 上获取：

openvla/openvla-7b-finetuned-libero-spatial
openvla/openvla-7b-finetuned-libero-object
openvla/openvla-7b-finetuned-libero-goal
openvla/openvla-7b-finetuned-libero-10

在这里插入图片描述前四个都是数据集模型版本，没后缀那个就是最终版，也是下载次数最多的。

不过官方提供了对应的脚本，要使用这些检查点之一开始评估，请运行以下命令之一。每个命令都会自动下载上面列出的相应检查点。

# 启动 LIBERO-Spatial 评估
python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-spatial \--task_suite_name libero_spatial \--center_crop True# 启动 LIBERO-Object 评估
python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-object \--task_suite_name libero_object \--center_crop True# 启动 LIBERO-Goal 评估
python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-goal \--task_suite_name libero_goal \--center_crop True# 启动 LIBERO-10 (LIBERO-Long) 评估
python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-10 \--task_suite_name libero_10 \--center_crop True

评估脚本默认运行 500 次试验（10 个任务 × 每个任务 50 次）。您可以通过设置 --num_trials_per_task 来修改每个任务的试验次数。您也可以通过 --seed 更改随机种子。
注意：设置 --center_crop True 很重要，因为我们使用随机裁剪增强来微调 OpenVLA（我们在每个训练样本中随机裁剪 90% 的区域，所以在测试时我们简单地取中心 90% 的裁剪）。
评估脚本在本地记录结果。您也可以通过设置 --use_wandb True 并指定 --wandb_project 和 --wandb_entity
在 Weights & Biases 中记录结果。
我们论文中报告的结果是使用 Python 3.10.13、PyTorch 2.2.0、transformers 4.40.1 和 flash-attn 2.5.5
在 NVIDIA A100 GPU 上获得的，取三个随机种子的平均值。请坚持使用这些包版本。请注意，如果您使用不同的 GPU 进行评估，结果可能会略有不同，这是由于大型模型中的 GPU 非确定性（不过我们已经测试过，在使用 A100 GPU 的不同机器上结果是一致的）。

LIBERO-Spatial 评估：

我先来试试第一个：

python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-spatial \--task_suite_name libero_spatial \--center_crop True

默认要进行500次episodes，10个任务，每个任务50次，如果觉得太多的话可以–num_trials_per_task 来修改每个任务的试验次数（建议修改成10-20就可以了，50确实太多了，我跑了好久）。

如下是评估时的显存占用，除去一些其他内容，基本与论文说明符合。
在这里插入图片描述
这是评估过程的演示：

Task: pick up the black bowl from table center and place it on the plate | 47/50 [30:15<01:40, 33.48s/it]
Starting episode 48...
huggingface/tokenizers: The current process just got forked, after parallelism has already been used. Disabling parallelism to avoid deadlocks...
To disable this warning, you can either:- Avoid using `tokenizers` before the fork if possible- Explicitly set the environment variable TOKENIZERS_PARALLELISM=(true | false)
Saved rollout MP4 at path ./rollouts/2025_06_11/2025_06_11-17_13_56--episode=148--success=True--task=pick_up_the_black_bowl_from_table_center_and_place.mp4
Success: True
# episodes completed so far: 148
# successes: 127 (85.8%)

评估过程中在openvla/experiments/logs 里有详细的日志输出，这是最后一条：

Task: pick up the black bowl on the wooden cabinet and place it on the plate
Starting episode 50...
Saved rollout MP4 at path ./rollouts/2025_06_11/2025_06_11-17_13_56--episode=500--success=False--task=pick_up_the_black_bowl_on_the_wooden_cabinet_and_p.mp4
Success: False
episodes completed so far: 500
successes: 424 (84.8%)
Current task success rate: 0.74
Current total success rate: 0.848

让我们来分析一下：

10个任务，每个任务50轮，最终的成功率是84.8%，与论文中声称的相符，每个任务的成功率都不同：

任务1：pick up the black bowl between the plate and the ramekin and place it on the plate，成功率0.84

任务2：pick up the black bowl next to the ramekin and place it on the plate，成功率0.9

任务3：pick up the black bowl from table center and place it on the plate，成功率0.84

任务4：pick up the black bowl on the cookie box and place it on the plate，成功率0.96

任务5：pick up the black bowl in the top drawer of the wooden cabinet and place it on the plate，成功率0.78

任务6：pick up the black bowl on the ramekin and place it on the plate，成功率0.94

任务7：pick up the black bowl next to the cookie box and place it on the plate，成功率0.9

任务8：pick up the black bowl on the stove and place it on the plate，成功率0.78

任务9：pick up the black bowl next to the plate and place it on the plate，成功率0.8

任务10: pick up the black bowl on the wooden cabinet and place it on the plate，成功率0.74

其他的也直接用上面的命令行就可以评估了。

2. 如何应用到自己的任务上

想要应用到自己的任务上，如要要开箱即用的话，应该仿照上面评估的流程，而且得用那个7B的没在libero数据集上微调过的模型，我们来拆解一下他的评估脚本：

以spatial为例子

python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py \--model_family openvla \--pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-spatial \--task_suite_name libero_spatial \--center_crop True

python experiments/robot/libero/run_libero_eval.py
这是主评估脚本，负责加载模型、数据集，并运行评估流程。
–model_family openvla
指定模型家族，这里用的是 OpenVLA。如果你用自己的模型，可能需要修改为你的模型家族名（比如自定义的模型结构）。
–pretrained_checkpoint openvla/openvla-7b-finetuned-libero-spatial
指定要加载的预训练模型权重，可以是 Hugging Face 上的模型名，也可以是本地路径。如果你有自己的微调模型，替换为你自己的 checkpoint 路径或 Hugging Face 仓库名。
–task_suite_name libero_spatial
指定评估的任务套件（task suite），如 libero_spatial、libero_object 等。如果你有自定义任务集，需要将你的任务数据整理成类似的格式，并在代码中注册你的任务套件。你可以参考 LIBERO 的数据格式（RLDS），并在脚本或配置文件中添加你的任务套件名。

我们想用openvla去评估其他任务，model_family 不用改，pretrained_checkpoint 要改成 openvla/openvla-7b，这就会从官网自动下载这个模型了，重点就是 task_suite_name，目前脚本只支持 libero_spatial、libero_object、libero_goal、libero_10、libero_90 这5种 LIBERO 官方任务套件。
在这里插入图片描述
所以好像继续不了了。