01
姿态估计基础
什么是姿态？欧拉角与四元数入门，为什么需要滤波？
入门核心概念
02
传感器初探
加速度计原理与特性、陀螺仪原理与特性、磁力计原理与特性。
传感器IMU
03
坐标系与旋转
地理坐标系与机体坐标系，旋转矩阵与方向余弦矩阵。
坐标系矩阵
04
四元数数学基础
四元数定义、乘法、共轭与模，四元数与旋转的关系。
四元数数学
05
欧拉角与万向锁
欧拉角定义、旋转顺序、万向锁问题及其避免方法。
欧拉角奇点
06
姿态表示转换
欧拉角转四元数、四元数转欧拉角、旋转矩阵与四元数互转。
转换实用
07
互补滤波原理
频域互补思想，加速度计与陀螺仪的互补特性。
原理频域
08
一阶互补滤波
经典Mahony算法雏形，代码实现与参数调节。
一阶Mahony
09
Mahony算法详解
PI控制器在姿态估计中的作用，比例积分系数含义。
PI控制系数
10
Mahony算法实现
基于加速度计与磁力计的完整姿态更新流程。
实现磁力计
11
Madgwick算法入门
梯度下降法思想，与互补滤波的异同。
梯度下降对比
12
Madgwick算法实现
Beta参数调节，代码实现与性能分析。
Beta调参
13
传感器校准
加速度计六面校准法，陀螺仪零偏校准，磁力计硬铁软铁校准。
校准实战
14
数据预处理
低通滤波、滑动平均滤波、去除野值。
滤波去噪
15
时间同步
传感器数据时间戳对齐，插值方法。
时间插值
16
姿态初始化
静止状态下初始姿态确定，对准北方向。
初始化对准
17
姿态更新循环
读取传感器、校准、滤波、更新姿态、输出。
循环流程
18
C语言实现基础
数据结构定义、初始化函数、更新函数接口设计。
C语言嵌入式
19
嵌入式移植要点
STM32平台实战，资源占用与优化。
STM32移植
20
Python仿真环境搭建
NumPy与Matplotlib，模拟传感器数据生成。
Python仿真
21
Python实现互补滤波
完整Python代码，可视化姿态结果。
Python可视化
22
性能评估指标
姿态误差、收敛速度、抗干扰能力。
评估指标
23
参数调优实战
不同运动场景下Kp、Ki、Beta的调节经验。
调优经验
24
多传感器融合
视觉+IMU、GPS+IMU的互补滤波扩展。
融合视觉
25
无人机应用案例
飞控中的姿态估计，实际飞行数据回放分析。
无人机飞控
26
机器人应用案例
平衡车姿态解算，两轮自平衡控制。
机器人平衡车
27
VR/AR应用案例
头戴设备姿态追踪，低延迟要求下的优化。
VR/AR低延迟
28
常见问题与调试
发散问题、延迟问题、噪声放大问题排查。
调试排错
29
进阶话题
自适应互补滤波、非线性互补滤波。
进阶自适应
30
总结与展望
互补滤波的局限性与未来趋势，卡尔曼滤波对比。
总结趋势