🗺️ 嵌入式路径规划 · 调试与性能分析
📚 30章 从入门到实战
01
嵌入式路径规划概述
什么是路径规划
嵌入式挑战
课程目标与路径
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02
坐标系与空间建模
全局/局部坐标系
栅格地图
拓扑地图
代价地图
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03
传感器数据采集与预处理
激光雷达/超声波/IMU
数据滤波
坐标变换
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04
环境感知与障碍物检测
栅格障碍物检测
点云聚类
动态障碍物跟踪
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05
全局路径规划算法 (A*)
A*算法原理
启发函数设计
嵌入式实现与优化
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06
全局路径规划 (Dijkstra)
Dijkstra原理
与A*对比
适用场景分析
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07
局部路径规划 (DWA)
动态窗口法原理
速度采样
轨迹评价与选择
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08
局部路径规划 (TEB)
时间弹性带原理
轨迹优化
与DWA对比
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09
路径平滑与插值
贝塞尔曲线
B样条曲线
多项式插值
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10
行为规划与状态机
行为状态机设计
避障策略
交通规则融入
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11
实时操作系统 (RTOS) 基础
FreeRTOS任务管理
消息队列
信号量
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12
多任务调度与资源管理
优先级设置
CPU负载均衡
内存管理
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13
嵌入式C++编程技巧
优先队列/环形缓冲区
内存池
代码优化
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14
算法复杂度分析与优化
时间/空间复杂度
嵌入式算法选型
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15
调试工具与技巧 (GDB)
GDB常用命令
断点调试
Core Dump分析
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16
日志系统设计与分析
分级日志
环形日志缓冲区
性能影响
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17
性能分析工具 (Perf/Trace)
Perf工具使用
任务执行时间测量
函数调用耗时
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18
可视化调试 (ROS RViz)
RViz嵌入式调试
数据回放
路径可视化
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19
单元测试与集成测试
Google Test框架
模拟传感器数据
自动化测试
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20
硬件在环 (HIL) 测试
HIL测试原理
搭建HIL环境
测试用例设计
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21
性能瓶颈识别
CPU占用率分析
内存泄漏检测
中断延迟分析
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22
代码优化策略
循环展开/查表法
定点数运算
SIMD指令集
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23
内存优化
静态内存分配
内存碎片管理
Cache友好性
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24
功耗优化
DVFS
睡眠模式
任务卸载策略
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25
多传感器融合定位
卡尔曼滤波
粒子滤波
IMU+里程计融合
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26
动态环境重规划
地图更新策略
增量式路径规划
紧急避障
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27
路径规划中的安全机制
安全走廊
碰撞检测
故障安全模式
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28
案例实战 (一) STM32室内机器人
系统设计
调试与性能分析
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29
案例实战 (二) ROS2室外无人车
路径规划性能分析
优化实践
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30
课程总结与未来展望
技术趋势
学习资源推荐
项目经验分享
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