01
竞赛飞控硬件选型与传感器标定
从STM32F4到H7的选型逻辑，IMU、气压计、光流传感器的选型与标定流程。
硬件传感器选型
02
实时操作系统(RTOS)在飞控中的应用
FreeRTOS任务调度、优先级配置、任务间通信（队列、信号量）的实战经验。
RTOSFreeRTOS通信
03
姿态解算算法(一)：Mahony互补滤波
Mahony互补滤波原理、代码实现与参数调优（比例积分系数）。
姿态解算Mahony滤波
04
姿态解算算法(二)：Madgwick梯度下降法
Madgwick梯度下降法原理、与Mahony的对比、在竞赛场景下的选择策略。
Madgwick梯度下降对比
05
姿态解算算法(三)：卡尔曼滤波
卡尔曼滤波在姿态估计中的应用，协方差矩阵调参与工程陷阱。
卡尔曼协方差调参
06
坐标系与旋转矩阵
机体坐标系、世界坐标系、欧拉角与四元数转换，万向锁问题在竞赛中的影响。
坐标系四元数万向锁
07
PID控制器基础
位置式PID与增量式PID，P、I、D参数对无人机响应的影响分析。
PID位置式增量式
08
串级PID控制结构
内环角速度环与外环角度环的设计，带宽分配与响应速度优化。
串级PID带宽优化
09
竞赛级PID调参方法论
从Ziegler-Nichols到基于模型的自整定，手动调参的“四步法”。
调参Z-N自整定
10
抗饱和与积分分离
积分饱和现象、积分限幅、条件积分、变积分系数的工程实现。
抗饱和积分分离工程
11
前馈控制在飞控中的应用
角速度前馈、加速度前馈，提升穿越机急停与响应速度。
前馈急停响应
12
混控器设计与电机映射
标准十字、X型、H型、Y6、X8等机架的混控矩阵推导与代码实现。
混控器矩阵机架
13
动力系统建模与推力曲线标定
电机、桨叶、电池的匹配，推力曲线拟合与油门补偿。
动力推力曲线标定
14
状态估计与传感器融合
GPS+IMU融合、视觉+IMU融合(VIO)在竞赛中的轻量化实现。
融合VIO轻量化
15
位置控制与轨迹跟踪
位置环PID、速度前馈、S曲线轨迹规划在竞速门穿越中的应用。
轨迹S曲线竞速门
16
定高与悬停算法
气压计+超声波+激光雷达的融合定高，竞赛中抗气流扰动策略。
定高融合抗扰动
17
光流与室内定位
PX4FLOW光流算法原理，无GPS环境下的速度估计与位置保持。
光流室内定位
18
竞赛模式下的故障保护
失控保护、低电量保护、GPS丢失保护、IMU异常检测与切换。
故障保护异常检测切换
19
日志系统与数据分析
Blackbox日志配置、数据导出、使用Python/Matlab进行FFT分析与系统辨识。
日志FFT系统辨识
20
无线通信与数传优化
SBUS、CRSF协议解析，遥测数据下行优化，竞赛中抗干扰策略。
通信SBUS抗干扰
21
竞赛航线规划与航点任务
基于QGC的航点设计，速度约束与转弯半径优化。
航线QGC转弯半径
22
视觉识别与目标跟踪
OpenMV/K210在竞赛中的应用，颜色识别、AprilTag定位与跟随。
视觉AprilTagK210
23
激光雷达避障与SLAM
2D激光雷达在室内竞赛中的避障策略，轻量级SLAM算法集成。
激光雷达避障SLAM
24
竞赛飞控固件架构设计
模块化代码设计、状态机管理、参数系统设计（以Betaflight/Cleanflight为例）。
架构状态机Betaflight
25
代码性能优化
STM32的FPU/DSP指令优化、循环展开、Cache命中率优化、关键代码段优化。
性能FPUCache
26
仿真环境搭建与HIL测试
基于Gazebo/Unreal Engine的仿真，硬件在环测试流程。
仿真HILGazebo
27
竞赛策略与算法协同
速度与稳定性的权衡，不同赛项（竞速、搬运、侦察）的算法侧重。
策略协同赛项
28
团队协作与版本控制
Git在飞控开发中的使用，代码审查与持续集成(CI)实践。
GitCI协作
29
竞赛现场调试速成
常见故障排查（电机不转、偏航、震荡、GPS搜星慢），现场快速修复技巧。
调试故障排查现场
30
从竞赛到产品：飞控算法迁移
飞控算法在行业应用中的迁移，可靠性设计、冗余设计与认证经验。
产品化可靠性认证