📚 ROS实时性优化 & 嵌入式移植
30章
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01
ROS实时性概述
实时系统定义 · ROS1/ROS2对比 · 延迟/抖动/吞吐量
02
Linux内核实时性改造
PREEMPT_RT补丁 · 内核配置编译 · cyclictest
03
ROS2 DDS实时性分析
Fast-DDS/CycloneDDS · QoS策略影响
04
节点优先级与CPU亲和性
优先级设置 · CPU核绑定 · isolcpus参数
05
内存管理优化
避免动态分配 · 内存池 · mlockall
06
线程与进程调度策略
SCHED_FIFO/RR · 优先级设置 · 反转避免
07
ROS2执行器优化
单/多线程执行器 · 回调组配置
08
消息传递优化
零拷贝 · 共享内存SHM · 大消息分片
09
时间同步与时钟管理
ROS2时间机制 · 时钟同步 · 时间戳管理
10
实时性测试与基准测试
延迟/抖动/吞吐量 · ros2 latency工具
11
嵌入式系统概述
嵌入式Linux vs RTOS · Jetson/STM32MP1/RPi
12
ROS2在ARM平台交叉编译
工具链配置 · sysroot · 依赖库交叉编译
13
嵌入式ROS2镜像构建
Yocto/Buildroot · 最小化系统 · 裁剪
14
资源受限环境节点设计
降低内存/CPU · 轻量级节点模式
15
传感器驱动实时化
SPI/I2C优化 · 中断与轮询选择
16
电机控制实时性
控制环路频率 · ROS2与硬件定时器同步
17
视觉处理实时性
图像采集流水线 · GPU/VPU加速
18
激光雷达数据处理实时性
点云流处理 · 降采样与滤波优化
19
多传感器融合实时性
时间戳对齐 · 融合频率匹配
20
嵌入式通信协议优化
CAN桥接 · 串口优化 · 无线延迟控制
21
实时日志与调试
ros2 doctor · 日志级别 · perf/trace-cmd
22
故障恢复与看门狗
节点健康监控 · 看门狗 · 自动重启
23
安全性与实时性权衡
加密影响 · 安全通信与实时平衡
24
多机器人系统实时性
分布式时钟同步 · 网络延迟补偿
25
ROS2实时性配置清单
系统/应用/网络配置最佳实践
26
案例：Jetson Orin实时SLAM
硬件选型 · 系统配置 · 性能调优
27
案例：STM32MP1实时底盘
MCU与MPU协同 · 实时控制实现
28
案例：RPi实时视觉抓取
资源优化 · 实时视觉流水线
29
案例：多机器人协同搬运
分布式实时控制 · 通信延迟补偿
30
课程总结与展望
ROS实时趋势 · 嵌入式ROS2方向 · 资源推荐
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