多线程

全局结构图

struct SteerQueue {
    std::queue<float> queue;        // 存储舵机角度值的队列
    std::mutex mtx;                 // 互斥锁保护队列
    std::condition_variable cv;     // 条件变量用于线程同步
    volatile bool stop_flag = false; // 线程停止标志
};

SteerQueue steer_queue;

# 🔹 std::queue<float> queue;

• 作用：存储即将发送给舵机的角度值（如 65°、75°、85°）。
• 典型流程：图像线程计算完角度后调用 steer_queue.queue.push(angle)；舵机线程再从中读取 queue.front() 执行控制。

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# 🔹 std::mutex mtx;

• 作用：互斥锁，用于保护队列的读写，防止两个线程同时访问导致“数据竞争”或程序崩溃。

• 使用方式：

  std::lock_guard<std::mutex> lock(steer_queue.mtx);
  steer_queue.queue.push(angle);

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# 🔹 std::condition_variable cv;

• 作用：条件变量，用于通知舵机线程有新角度可以处理，否则舵机线程就一直阻塞、等待。

• 工作流程：

  1. 图像线程调用 cv.notify_one(); 通知舵机线程。

  2. 舵机线程使用 cv.wait(lock, 条件) 挂起等待新值。

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# 🔹 volatile bool stop_flag = false;

• 作用：控制舵机线程的停止条件。

• volatile 关键词含义：告诉编译器这个变量可能会被其他线程修改，不要对它进行优化缓存，确保读取的是最新值。

• 使用方式：当主程序要退出时设置 stop_flag = true;，舵机线程检测后退出循环：

  if (steer_queue.stop_flag) break;

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• 图像线程：负责分析图像并“投递”角度值；
• 舵机线程：负责从队列中取出角度值并控制舵机；
• 互斥锁 & 条件变量：确保线程之间安全地读写队列；
• 停止标志：支持程序优雅地退出。

// 舵机控制线程函数
void steeringThread() {
    // 循环直到收到停止信号
    while (!steer_queue.stop_flag) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(steer_queue.mtx);
        // 等待条件：队列非空或停止标志置位
        steer_queue.cv.wait(lock, []{ 
            return !steer_queue.queue.empty() || steer_queue.stop_flag; 
        });

        // 检查退出条件
        if (steer_queue.stop_flag && steer_queue.queue.empty()) break;

        if (!steer_queue.queue.empty()) {
            // 优化策略：跳过所有积压指令，只处理最新角度
            float angle;
            while (!steer_queue.queue.empty()) {
                angle = steer_queue.queue.front(); // 获取队首
                steer_queue.queue.pop();           // 移除指令
            }
        
            lock.unlock(); // 提前释放锁，减少临界区时间
        
            // 调试输出（实际使用时可能注释掉）
            // printf("Steer_Angle = %d\n", static_cast<int>(angle));
            
            // 更新舵机PWM信号：将角度转换为占空比值
            update_duty(0, angle_to_duty(angle));
            
            // 控制舵机更新频率（200ms/5Hz）
            usleep(200000); // 200毫秒延时
        }
    }
}