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11. 机器人RTOS任务设计：采集、推理、控制和通信任务划分

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · 机器人RTOS任务设计的重要性与现实…
课程导入学习目标
02
RTOS基础回顾
任务 · 调度器 · 优先级
RTOS基础回顾
03
机器人软件架构概览
感知-规划-控制-通信的典型分层与数…
机器人软件架构概…感知
04
任务划分原则
高内聚低耦合 · 实时性要求 · 资源占用
任务划分原则高内聚低耦合
05
采集任务设计
传感器类型 · 采样率 · DMA/中断方式
采集任务设计传感器类型
06
推理任务设计
模型部署 · 计算负载 · CPU/GPU/NPU资源分配
推理任务设计模型部署
07
控制任务设计
控制周期 · PID/MPC等算法实现 · 执行器指令输出
控制任务设计控制周期
08
通信任务设计
串口 · CAN · Ethernet
通信任务设计串口
09
任务间通信机制
共享内存 · 消息队列 · 信号量
任务间通信机制共享内存
10
任务优先级与调度策略
固定优先级 · 时间片轮转 · 抢占式调度
任务优先级调度策略
11
任务同步与互斥
互斥锁 · 读写锁 · 条件变量
任务同步互斥
12
时间管理
系统节拍 · 软件定时器 · 任务延时
时间管理系统节拍
13
内存管理
静态/动态内存分配 · 内存池 · 防止碎片与泄漏
内存管理静态
14
中断与任务交互
中断服务程序设计 · 中断下半部 · 延迟处理与数据传递
任务交互断服务程序设计
15
采集任务实战
使用IMU/摄像头/激光雷达等传感器 · 编写RTOS采集任务并验证实时性
采集任务实战IMU
16
推理任务实战
部署轻量级神经网络 · 实现推理任务与采集任务的数据对接
推理任务实战部署轻量级神经网…
17
控制任务实战
实现电机速度/位置控制 · 控制周期内完成计算与输出
控制任务实战实现电机速度
18
通信任务实战
通过UART/CAN发送状态数据 · 接收远程指令并解析
通信任务实战UART/CAN
19
多任务集成
将采集 · 推理 · 控制
多任务集成将采集
20
性能优化
减少任务切换开销 · 优化临界区 · 使用零拷贝
性能优化减少任务切换开销
21
调试与测试
使用RTOS调试工具 · 日志系统 · 任务状态监控
调试测试
22
常见问题与对策
任务饿死 · 数据丢失 · 时序错乱
常见问题对策
23
安全与可靠性
看门狗 · 故障检测 · 冗余设计
安全可靠性
24
案例研究
基于FreeRTOS的移动机器人任务… · 分析设计决策
案例研究FreeRTOS
25
案例研究
基于Zephyr/RT-Thread… · 对比不同RTOS特性
案例研究Zephyr/RT-Th…
26
任务划分的权衡
实时性 · 功耗 · 成本
任务划分的权衡实时性
27
高级话题
多核RTOS任务分配 · AMP/SMP模式 · 任务亲和性
高级话题RTOS
28
与ROS2集成
RTOS任务与ROS2节点通信 · 桥接实时与非实时系统
ROS2集成
29
综合实战项目
设计一个完整的机器人任务系统 · 从需求分析到实现与测试
综合实战项目设计一个完整的机…
30
课程总结与展望
回顾核心要点 · 探讨未来趋势（如AI与RTOS融合 · 边缘计算）
课程总结回顾核心要点