01
飞控算法概述
飞控系统定义、核心任务（姿态估计与控制）、常见飞控架构（PX4/ArduPilot）对比。
架构PX4ArduPilot
02
坐标系与旋转表示
地理坐标系、机体坐标系、欧拉角、旋转矩阵、四元数基础与转换。
坐标系四元数旋转矩阵
03
姿态表示（四元数）
四元数定义、乘法、共轭、旋转操作，为什么飞控偏爱四元数？
四元数旋转飞控
04
姿态表示（欧拉角与旋转矩阵）
欧拉角定义、万向锁问题、旋转矩阵推导、从旋转矩阵到欧拉角。
欧拉角万向锁矩阵
05
传感器模型与校准
加速度计、陀螺仪、磁力计工作原理、误差模型、六面校准与椭球拟合。
校准IMU椭球拟合
06
IMU预积分与数据融合
IMU测量模型、离散积分方法（欧拉/中值/龙格库塔）、预积分在VIO中的应用。
预积分VIO龙格库塔
07
姿态解算（互补滤波）
基本原理、一阶/二阶互补滤波、Mahony滤波算法推导与代码实现。
互补滤波Mahony姿态
08
姿态解算（扩展卡尔曼滤波EKF）
EKF核心五公式、状态向量设计、预测与更新步骤、代码实现要点。
EKF状态估计预测
09
姿态解算（无迹卡尔曼滤波UKF）
UKF与EKF对比、Sigma点选取、UT变换、代码实现。
UKFSigma点UT变换
10
姿态解算（梯度下降法）
Madgwick算法原理、梯度下降与互补滤波融合、代码实现。
Madgwick梯度下降融合
11
传感器融合（视觉惯性里程计VIO）
VIO框架概述、松耦合与紧耦合、状态估计器（MSCKF/ORB-SLAM3）。
VIOMSCKFORB-SLAM3
12
传感器融合（GPS+IMU）
松耦合与紧耦合架构、RTK-GPS原理、组合导航中的EKF设计。
GPSRTK组合导航
13
传感器融合（磁力计+IMU）
磁力计校准、航向角融合、磁干扰检测与处理。
磁力计航向抗干扰
14
控制基础（PID控制）
PID原理、位置式与增量式、积分饱和与抗积分饱和、参数整定方法。
PID积分饱和整定
15
控制进阶（串级PID）
内环角速率控制、外环姿态/位置控制、带宽分离原则、代码实现。
串级PID带宽内环
16
控制进阶（LQR与MPC）
线性二次型调节器LQR、模型预测控制MPC原理、在无人机轨迹跟踪中的应用。
LQRMPC轨迹跟踪
17
控制进阶（自适应控制与鲁棒控制）
模型参考自适应控制MRAC、滑模控制SMC、在飞控中的应用场景。
MRAC滑模鲁棒
18
状态估计（卡尔曼滤波KF）
KF五大公式推导、一维KF示例、多维KF代码实现。
卡尔曼KF状态估计
19
状态估计（扩展卡尔曼滤波EKF）
非线性系统线性化、雅可比矩阵计算、EKF在位置估计中的应用。
EKF雅可比位置估计
20
状态估计（粒子滤波PF）
蒙特卡洛方法、重要性采样、重采样、PF在全局定位中的应用。
粒子滤波重采样定位
21
路径规划（A*与Dijkstra）
图搜索基础、A*启发式函数设计、Dijkstra与A*对比、代码实现。
A*Dijkstra启发式
22
路径规划（RRT与RRT*）
快速随机搜索树、RRT*渐近最优性、在三维空间中的实现。
RRTRRT*三维
23
路径规划（轨迹优化）
Minimum Snap/Jerk轨迹生成、多项式轨迹、时间分配与约束处理。
Minimum Snap多项式约束
24
动力学建模
四旋翼动力学方程、推力与力矩模型、空气阻力与陀螺效应、模型线性化。
四旋翼动力学线性化
25
系统辨识
最小二乘法、递推最小二乘RLS、在飞控参数辨识中的应用。
最小二乘RLS辨识
26
实时操作系统（RTOS）在飞控中的应用
FreeRTOS任务调度、优先级反转、任务间通信（队列/信号量）。
FreeRTOS任务调度通信
27
飞控代码架构解析（PX4为例）
uORB消息机制、模块化设计、飞行模式切换逻辑、日志系统。
PX4uORB模块化
28
飞控代码架构解析（ArduPilot为例）
AP_HAL层、库与脚本、参数系统、EKF3核心代码走读。
ArduPilotHALEKF3
29
面试高频手撕代码（一）
四元数乘法与旋转、欧拉角转四元数、互补滤波单步更新。
手撕代码四元数互补滤波
30
面试高频手撕代码（二）
EKF单步预测与更新、PID控制器实现、A*路径搜索。
EKFPIDA*