自动驾驶软件架构与中间件设计 · 课程目录

01自动驾驶系统概述分级·演进

SAE L0-L5分布式→域控→中央计算行业现状与挑战

02感知模块架构传感器·融合

摄像头/激光雷达/毫米波/超声波检测/跟踪/分割数据融合策略

03定位与地图模块GNSS+IMU

GNSS+IMU组合导航高精地图格式与更新点云配准/视觉SLAM

04预测模块设计轨迹·意图

轨迹预测/意图预测卡尔曼滤波/粒子滤波LSTM/Transformer

05规划模块架构全局·局部

A*/DijkstraFSM/行为树多项式/样条/优化

06控制模块设计纵横向

PID/MPCStanley/LQR自行车/阿克曼模型

07系统安全与冗余功能安全

ISO 26262/ASILSOTIF/ISO 21448硬件冗余与降级

08中间件基础概念定义·对比

中间件定义与作用实时性/确定性/带宽ROS2/CyberRT/Adaptive AUTOSAR

09ROS2核心机制DDS·QoS

发布/订阅模型QoS策略配置节点/话题/服务/动作

10ROS2实战Publisher/Subscriber

编写节点自定义消息Launch多节点Rviz2可视化

11Apollo CyberRT架构设计理念

Reader/Writer模式协程/线程池共享内存通信

12CyberRT实战组件·DAG

创建CyberRT组件配置DAG文件Cyber Monitor监控性能调优

13Adaptive AUTOSAR概述Classic vs Adaptive

ARA架构执行管理/状态管理/通信管理SOME/IP协议

14Adaptive AUTOSAR实战Manifest

配置Manifest文件Skeleton/Proxy集成Eclipse平台

15数据分发服务 DDSDCPS/DLRL

DDS标准QoS策略详解可靠性/持久性/时效性

16时间同步机制PTP/gPTP

系统时钟同步传感器时间戳对齐数据回放与时间戳管理

17日志与诊断系统ELK/Flume

分布式日志收集UDS/DoIP故障注入与测试

18通信协议栈车载以太网

AVB/TSNCAN/CAN FDLIN与FlexRay对比

19序列化与反序列化Protobuf / FlatBuffers

Protobuf vs FlatBuffers vs Cap'n Proto零拷贝技术内存布局优化

20计算平台与硬件抽象SoC选型

Orin/Qualcomm/地平线硬件抽象层设计GPU/CUDA编程基础

21实时操作系统 RTOSQNX/FreeRTOS

RTOS选型优先级/时间片调度中断管理

22容器化与虚拟化Docker/K8s

Docker应用Kubernetes集群Hypervisor分区

23数据闭环与仿真采集·标注

数据采集与标注CARLA/LGSVL/SUMO回放测试与场景生成

24OTA升级系统云端/车端

OTA架构设计差分升级策略回滚与安全校验

25网络安全TLS/PKI

CAN注入/远程攻击加密与认证入侵检测IDS

26软件工程实践CI/CD

Google Style/MISRA C++持续集成/持续部署Git LFS

27性能分析与优化perf/Valgrind

延迟/吞吐量/CPU占用Profiling工具内存泄漏检测

28系统集成与测试HIL/SIL

硬件在环HIL软件在环SIL场景覆盖度分析

29行业案例研究Waymo/Tesla

Waymo/Tesla/Cruise百度Apollo/华为MDC/小鹏Autoware/OpenPilot

30未来趋势与挑战Zonal·V2X

中央计算+区域控制车路协同V2XAI端到端自动驾驶