01
飞控系统概述
什么是自主飞行控制？飞控系统的核心组成（传感器、执行器、控制器）、飞控技术的发展历程与趋势。
入门核心概念
02
坐标系与姿态表示
地球坐标系、机体坐标系、欧拉角、旋转矩阵、四元数基础。
数学基础姿态
03
惯性测量单元(IMU)原理
加速度计工作原理、陀螺仪工作原理、磁力计工作原理、IMU误差模型与校准。
传感器IMU
04
传感器数据预处理
低通滤波、高通滤波、滑动平均滤波、中值滤波、卡尔曼滤波入门。
滤波预处理
05
姿态解算基础
互补滤波算法原理、Mahony滤波算法、Madgwick滤波算法。
姿态解算滤波
06
扩展卡尔曼滤波(EKF)
EKF原理与推导、EKF在姿态估计中的应用、EKF的调参经验。
EKF状态估计
07
GPS与视觉传感器
GPS定位原理、RTK差分GPS、光流传感器、视觉里程计(Visual Odometry)入门。
GPS视觉
08
多传感器融合架构
松耦合与紧耦合、联邦卡尔曼滤波、因子图优化简介。
融合架构
09
飞行控制基础
PID控制器原理、位置环与速度环、串级PID设计。
控制PID
10
姿态控制
角度控制、角速度控制、控制分配（混控器）、电机模型。
姿态混控
11
位置控制
水平位置控制、高度控制、定高模式与悬停模式。
位置悬停
12
轨迹跟踪控制
路径规划基础、轨迹生成（多项式轨迹）、轨迹跟踪控制器。
轨迹规划
13
状态估计
位置估计、速度估计、IMU与GPS融合、视觉与IMU融合。
估计融合
14
传感器故障检测与隔离
卡方检验、残差分析、一致性检验、故障重构策略。
故障安全
15
飞行模式设计
手动模式、增稳模式、自主模式、紧急降落模式。
模式逻辑
16
实时操作系统(RTOS)基础
FreeRTOS任务调度、任务优先级、中断管理、时间同步。
RTOS嵌入式
17
飞控软件架构
模块化设计、数据流架构、状态机设计、参数管理系统。
软件架构
18
MAVLink通信协议
MAVLink消息格式、心跳包、遥控数据、遥测数据。
通信协议
19
仿真环境搭建
Gazebo仿真、PX4 SITL、HITL硬件在环仿真、MATLAB/Simulink仿真。
仿真工具
20
无人机动力学建模
刚体运动方程、空气动力学模型、推力与力矩模型、电机与螺旋桨模型。
建模动力学
21
系统辨识
频率响应法、最小二乘辨识、飞行数据采集与处理。
辨识数据
22
鲁棒控制
H∞控制基础、滑模控制基础、自适应控制入门。
鲁棒控制
23
编队飞行控制
领航-跟随法、虚拟结构法、一致性理论、碰撞避免。
编队协同
24
视觉目标检测与跟踪
YOLO目标检测、KCF跟踪算法、视觉伺服控制。
视觉检测
25
避障与路径重规划
障碍物检测（激光雷达、深度相机）、A*算法、DWA算法、EBand算法。
避障规划
26
自主起降
自主起飞流程、自主降落流程、精准降落（视觉/RTK）。
起降自主
27
风场估计与抗风控制
风场模型、风扰观测器、抗风控制器设计。
抗风估计
28
飞行安全与失效保护
电池电压监测、GPS丢失处理、遥控信号丢失处理、降落伞触发逻辑。
安全失效
29
实际项目案例
农业植保无人机、电力巡检无人机、物流配送无人机。
案例应用
30
前沿技术展望
无人机集群、AI端到端控制、事件相机、5G远程驾驶。
前沿趋势