01
视觉伺服控制基础
从PID到现代控制理论的演进，视觉伺服在工业机器人中的应用场景。
PID工业机器人
02
实时系统核心概念
硬实时与软实时的区别，RTOS选型（FreeRTOS, RT-Linux, Xenomai）对比。
RTOSXenomai
03
视觉管线延迟分析
相机采集、传输、处理、控制输出的全链路延迟拆解。
延迟全链路
04
相机选型与驱动优化
全局快门 vs 卷帘快门，USB3.0 vs GigE vs Camera Link 驱动层优化。
全局快门GigE
05
图像预处理加速
ROI裁剪、降采样、色彩空间转换的SIMD/NEON优化。
SIMDNEON
06
特征提取实时优化
ORB/SIFT特征提取的算法级加速与硬件加速方案。
ORBSIFT
07
位姿估计加速
PnP求解器的数值优化与多线程并行策略。
PnP多线程
08
控制律计算优化
雅可比矩阵计算的符号预计算与运行时查表法。
雅可比查表法
09
多线程流水线架构
生产者-消费者模型，锁无关队列与内存屏障。
无锁队列内存屏障
10
内存管理优化
预分配池、缓存行对齐、避免动态内存分配。
缓存行预分配
11
缓存友好编程
数据局部性原理，结构体拆分与数组结构体(SoA)转换。
SoA局部性
12
编译器优化
-O3 vs -Ofast，LTO，PGO，内联与循环展开的权衡。
LTOPGO
13
实时调度策略
优先级继承、速率单调调度(RMS)、最早截止时间优先(EDF)。
RMSEDF
14
中断处理优化
中断线程化、上半部/下半部设计、避免中断风暴。
中断线程化下半部
15
时间同步机制
PTP(1588)协议在分布式视觉系统中的应用。
PTPIEEE1588
16
性能基准测试
延迟抖动测量、吞吐量测试、最坏情况执行时间(WCET)分析。
WCET抖动
17
性能剖析工具
perf, ftrace, eBPF, Valgrind在视觉伺服系统中的应用。
eBPFperf
18
硬件加速方案
FPGA/GPU在图像处理与矩阵运算中的加速实践。
FPGAGPU
19
网络传输优化
共享内存 vs 零拷贝，RDMA在高速视觉系统中的应用。
RDMA零拷贝
20
状态估计滤波优化
卡尔曼滤波的定点化实现与协方差矩阵的Cholesky分解加速。
卡尔曼Cholesky
21
预测控制(MPC)实时化
显式MPC与快速QP求解器在视觉伺服中的应用。
MPCQP求解器
22
自适应增益调度
根据视觉反馈质量动态调整控制增益的实时策略。
增益调度自适应
23
故障检测与恢复
视觉丢失时的无模型控制切换与安全机制。
故障切换安全
24
多相机协同
多路视觉流的同步采集与融合调度。
多相机同步
25
嵌入式平台优化
ARM Cortex-A/R系列上的NEON指令集优化实践。
ARMNEON
26
操作系统内核裁剪
针对视觉伺服应用的Linux内核实时化配置。
内核裁剪实时化
27
功耗与性能平衡
DVFS策略在移动机器人视觉伺服中的影响。
DVFS功耗
28
软件在环(SIL)仿真
基于ROS2 + Gazebo的实时视觉伺服仿真平台搭建。
ROS2Gazebo
29
案例实战：6轴机器人视觉抓取
基于Xenomai的6轴机器人视觉抓取系统实时优化全流程。
Xenomai6轴
30
前沿趋势
事件相机、神经形态视觉与端到端学习在实时视觉伺服中的潜力。
事件相机端到端