01
IMU基础与误差来源
IMU工作原理、加速度计与陀螺仪误差模型、零偏、刻度因子、交轴耦合
误差模型零偏
02
噪声特性分析
Allan方差原理、随机游走、速率随机游走、量化噪声、零偏不稳定性
Allan方差随机游走
03
时域预处理
数据清洗、异常值剔除、缺失值插补、时间戳对齐
清洗插补
04
频域预处理
FFT频谱分析、功率谱密度估计、频谱泄露与窗函数
FFT窗函数
05
低通滤波
FIR与IIR滤波器设计、截止频率选择、群延迟补偿
FIRIIR
06
高通滤波
去除趋势项与直流分量、高通滤波器设计、零相位滤波
零相位趋势项
07
带通/带阻滤波
特定频段噪声抑制、工频干扰滤除、谐振峰抑制
工频谐振
08
卡尔曼滤波基础
状态空间模型、预测与更新方程、协方差矩阵
状态空间协方差
09
扩展卡尔曼滤波
非线性系统线性化、雅可比矩阵、EKF在IMU中的应用
EKF雅可比
10
无迹卡尔曼滤波
UT变换、Sigma点选取、UKF与EKF对比
UKFUT变换
11
互补滤波
原理与实现、加速度计与陀螺仪融合、参数整定
融合参数整定
12
梯度下降法姿态解算
Madgwick算法原理、四元数更新、自适应增益
Madgwick四元数
13
滑动窗口滤波
移动平均、加权移动平均、Savitzky-Golay滤波
移动平均S-G
14
中值滤波与非线性滤波
脉冲噪声抑制、中值滤波变体、双边滤波
中值双边滤波
15
小波去噪
小波基选择、阈值去噪、多尺度分解与重构
小波阈值
16
经验模态分解
EMD原理、IMF分解、Hilbert谱分析
EMDIMF
17
自适应滤波
LMS算法、RLS算法、自适应噪声抵消
LMSRLS
18
传感器融合
磁力计校准、地磁辅助航向、GPS/IMU松耦合
磁力计松耦合
19
零速修正
零速检测算法、零速更新、步态检测
ZUPT步态
20
温度补偿
温度模型建立、多项式拟合、查表法补偿
多项式查表
21
安装误差校准
六面法校准、椭球拟合、旋转校准
六面法椭球拟合
22
时间同步
多传感器时间戳对齐、插值同步、硬件触发同步
同步插值
23
数据降采样
抗混叠滤波、降采样策略、信息保留评估
抗混叠降采样
24
数据可视化
时序图、频谱图、Allan方差图、轨迹图
可视化频谱
25
实时处理架构
嵌入式实现、缓冲区管理、实时性优化
嵌入式实时
26
Python实现
NumPy/SciPy滤波、Matplotlib可视化、实时数据流处理
NumPySciPy
27
C++实现
Eigen库使用、实时滤波类设计、性能优化
EigenC++
28
性能评估
均方根误差、信噪比、延迟分析、计算复杂度
RMSESNR
29
工程案例
无人机姿态估计、行人导航、车载组合导航
无人机行人导航
30
前沿趋势
深度学习去噪、图神经网络、事件相机IMU融合
深度学习事件相机