01
惯性导航基础
原理概述 · 坐标系定义 · 姿态表示 · 传感器原理与误差模型
欧拉角四元数加速度计
02
飞控系统架构
硬件组成 · 软件分层 · RTOS任务调度与时间同步
MCUIMU中间件
03
IMU数据预处理
标定方法 · 零偏稳定性 · 低通滤波 · 时间戳管理
六面法IIRFIR
04
姿态解算算法
互补滤波 · Mahony · Madgwick · 四元数更新与欧拉角
MahonyMadgwick归一化
05
捷联惯导解算
比力方程 · 速度/位置更新 · 圆锥/划船补偿
龙格-库塔导航方程
06
GPS/INS松组合导航
松组合架构 · 卡尔曼滤波 · 位置/速度组合 · 延迟补偿
开环校正闭环校正
07
GPS/INS紧组合导航
紧组合架构 · 伪距/伪距率 · 单差/双差 · 整周模糊度
RTK惯导辅助
08
视觉惯性里程计 (VIO)
VINS-Mono · IMU预积分 · 光流跟踪 · 滑动窗口优化
VINS边缘化
09
多传感器融合框架
ESKF · 因子图优化 · 时间同步 · 鲁棒核函数
ESKF因子图
10
飞控姿态控制
PID调参 · 串级控制 · 四元数误差 · 混控矩阵
角度环抗饱和
11
飞控位置控制
位置/速度串级 · 前馈控制 · 轨迹跟踪 · 风扰补偿
梯形轨迹光流导航
12
惯性导航误差分析
确定性/随机误差 · Allan方差 · 误差传播 · 抑制策略
Allan噪声分析
13
初始对准技术
静基座粗/精对准 · 动基座对准 · 磁力计辅助
解析法卡尔曼滤波
14
传感器标定与校准
IMU内参 · 磁力计硬/软铁 · 相机-IMU外参 · 自动化
标定工具外参
15
实时性与性能优化
DMA传输 · 定点化 · ARM+FPGA · 缓存优化
Cortex-M功耗平衡
16
飞控日志与调试
日志系统 · MAVLink · 数据回放 · 远程调试
PlotJugglerOTA
17
硬件在环仿真 (HIL)
HIL架构 · 传感器仿真 · 实时仿真机 · 测试用例
dSPACENI
18
软件在环仿真 (SITL)
PX4/ArduPilot SITL · Gazebo · 多机协同 · 故障注入
Unreal噪声注入
19
飞行模式与状态机
手动/增稳/悬停/自主 · 状态切换 · 安全策略
状态机紧急降落
20
故障检测与容错控制
IMU故障检测 · GPS丢失 · 执行器故障 · 容错控制
卡方检验重构控制
21
视觉辅助降落
AprilTag/ArUco · 视觉引导 · 高度估计 · 精度评估
二维码地面检测
22
室内导航与避障
光流 · 超声波/ToF · 激光SLAM · VFH/DWA避障
CartographerTEB
23
多旋翼动力学建模
刚体动力学 · 螺旋桨模型 · 风扰 · 参数辨识
最小二乘频率响应
24
固定翼与垂直起降 (VTOL)
高动态惯导 · 过渡控制 · 倾转旋翼 · 空速管融合
VTOL倾转旋翼
25
无人车与无人船导航
阿克曼/差速模型 · 轮速计融合 · 水声定位 · 协同导航
无人船波浪扰动
26
MEMS惯性传感器选型
消费/工业/战术级 · 零偏稳定性 · 选型流程
MPU6050ADIS16470
27
导航滤波器进阶
UKF · 粒子滤波 · H∞滤波 · Sage-Husa自适应
UKF粒子滤波
28
组合导航系统设计实例
STM32F7+PX4 · 传感器接口 · 算法移植 · 性能评估
STM32系统集成
29
行业应用案例分析
无人机测绘 · 自动驾驶 · 机器人 · AR/VR · 石油钻井
RTK+IMU高精定位
30
前沿趋势与未来展望
量子惯导 · 5G+北斗 · AI辅助 · 事件相机 · 开源生态
深度学习芯片原子钟