01
飞控中间件概述
什么是飞控中间件 · 中间件在无人机系统中的作用 · 主流飞控中间件对比（ROS2、PX4内部通信、DDS）
概念对比
02
日志系统设计原则
日志级别（DEBUG/INFO/WARN/ERROR）· 日志格式规范 · 日志轮转策略 · 日志存储架构
设计规范
03
数据采集架构
传感器数据流（IMU/GPS/磁力计/气压计）· 执行器反馈 · 状态估计数据 · 外部控制指令
架构传感器
04
日志采集SDK开发
C++日志采集API设计 · Python绑定实现 · 异步写入与缓冲区管理 · 性能基准测试
SDK开发
05
日志文件格式设计
基于Protobuf的序列化 · 自描述日志头 · 索引文件与数据文件分离 · CRC校验
格式Protobuf
06
实时数据流处理
ZeroMQ/Redis Pub-Sub架构 · 数据降采样策略 · 滑动窗口聚合 · 背压处理机制
流处理实时
07
日志存储后端
本地文件系统存储 · InfluxDB时序数据库集成 · MinIO对象存储 · 混合存储策略
存储数据库
08
日志采集代理部署
Kubernetes DaemonSet部署 · 资源限制配置 · 健康检查与自愈 · 配置热更新
K8s部署
09
数据清洗与预处理
异常值检测（3-sigma/IQR）· 时间戳对齐与插值 · 坐标系转换 · 单位统一
清洗预处理
10
日志索引与检索
Elasticsearch索引设计 · 全文检索与聚合查询 · 时间范围查询优化 · 日志生命周期管理
检索ES
11
可视化架构设计
Grafana数据源配置 · 仪表盘模板变量 · 告警规则配置 · 权限管理
可视化Grafana
12
飞行轨迹可视化
3D轨迹渲染（Three.js/Plotly）· 航点标注 · 姿态指示器 · 实时轨迹回放
3D轨迹
13
传感器数据可视化
IMU数据时序图 · GPS信噪比热力图 · 磁力计校准状态 · 气压计高度曲线
传感器图表
14
状态估计可视化
EKF协方差矩阵热图 · 位置/速度/姿态估计误差 · GPS与INS融合状态
EKF融合
15
执行器与PWM可视化
电机转速时序图 · 舵机角度曲线 · PWM指令与反馈对比 · 混控器输出监控
执行器PWM
16
系统性能监控
CPU/内存占用率 · 线程调度延迟 · 消息队列深度 · 端到端延迟分布
性能监控
17
日志分析流水线
Apache Flink流处理作业 · 批处理与流处理统一 · 窗口聚合与CEP · 状态后端配置
Flink流水线
18
异常检测与告警
基于统计的阈值告警 · 时序异常检测（Twitter ADVec）· 根因分析树 · 告警抑制规则
异常检测告警
19
日志回放系统
基于时间戳的精确回放 · 速度控制（1x/2x/10x）· 事件断点与单步执行 · 同步多视图
回放调试
20
数据导出与报告
PDF报告生成（WeasyPrint）· CSV/Parquet批量导出 · 自定义报告模板 · 定时邮件推送
导出报告
21
安全与权限
日志加密存储（AES-256-GCM）· 传输层TLS/mTLS · 基于RBAC的访问控制 · 审计日志
安全加密
22
大规模集群采集
分布式追踪（OpenTelemetry）· 日志聚合（Fluentd/Logstash）· 采样策略（头部/尾部采样）· 多租户隔离
集群采集
23
边缘计算场景
边缘节点日志缓存 · 断网续传机制 · 边缘预处理与压缩 · 云端协同分析
边缘协同
24
仿真环境集成
Gazebo/UE5仿真数据注入 · 硬件在环（HIL）日志对比 · 蒙特卡洛仿真日志分析
仿真HIL
25
日志驱动开发（LDD）
基于日志的调试工作流 · 日志断言测试 · 回归测试中的日志比对 · 覆盖率分析
LDD测试
26
案例实战：多旋翼飞行日志分析
起飞阶段异常检测 · 悬停抖动诊断 · GPS丢失处理 · 降落冲击分析
多旋翼实战
27
案例实战：固定翼飞行日志分析
航点跟踪误差 · 风场扰动分析 · 失速恢复过程 · 着陆滑跑距离
固定翼实战
28
案例实战：无人车日志分析
路径跟踪偏差 · 障碍物避让决策 · 轮速计与IMU融合 · 转向响应延迟
无人车实战
29
案例实战：水下机器人日志分析
深度控制稳定性 · 洋流扰动补偿 · 声呐数据可视化 · 电池续航预测
水下实战
30
课程总结与展望
日志驱动运维（LogOps）· AIOps在飞控中的应用 · 未来趋势（eVTOL/UAM日志标准）
总结趋势