状态估计与滤波 · 飞行控制
📚 30 章
✧ 进阶
01
状态估计概述
绪论
什么是状态估计？为什么飞行控制需要状态估计？状态估计与滤波的关系。
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02
飞行器运动模型
运动学
刚体运动学方程、四元数与欧拉角、IMU测量模型。
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03
传感器特性分析
噪声与偏差
GPS、IMU、磁力计、气压计、视觉传感器的噪声与偏差特性。
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04
概率论基础回顾
贝叶斯
高斯分布、协方差矩阵、条件概率与贝叶斯法则。
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05
最小二乘估计
校准基础
加权最小二乘、递推最小二乘、在传感器校准中的应用。
查看章节 05
06
卡尔曼滤波入门
核心公式
从贝叶斯角度看滤波、卡尔曼滤波的五个核心公式。
查看章节 06
07
线性卡尔曼滤波实现
Python
一维位置估计实例、Python代码实现与调试。
查看章节 07
08
扩展卡尔曼滤波
EKF
非线性系统的线性化、雅可比矩阵计算、EKF在四旋翼姿态估计中的应用。
查看章节 08
09
无迹卡尔曼滤波
UKF
UT变换原理、Sigma点选取策略、UKF vs EKF对比。
查看章节 09
10
粒子滤波
蒙特卡洛
蒙特卡洛方法、重要性采样、重采样策略、在非高斯噪声下的应用。
查看章节 10
11
互补滤波
姿态融合
陀螺仪与加速度计融合、Mahony滤波器原理、Madgwick滤波器。
查看章节 11
12
多传感器融合架构
松紧耦合
松耦合 vs 紧耦合、集中式 vs 分布式滤波。
查看章节 12
13
GPS/INS组合导航
融合
位置速度姿态的融合、GPS信号丢失时的处理策略。
查看章节 13
14
视觉惯性里程计
VIO
VIO基本原理、IMU预积分、滑动窗口优化。
查看章节 14
15
状态估计中的误差分析
一致性
均方根误差、一致性检验、新息序列分析。
查看章节 15
16
滤波器参数调优
Q/R整定
过程噪声协方差Q与测量噪声协方差R的整定方法。
查看章节 16
17
自适应滤波
Sage-Husa
Sage-Husa自适应滤波器、渐消记忆滤波、多模型估计。
查看章节 17
18
鲁棒滤波
H∞
H无穷滤波、抗差估计、在传感器故障下的应对。
查看章节 18
19
非线性优化与图优化
因子图
因子图、Bundle Adjustment、与滤波的关系。
查看章节 19
20
状态估计的实时性考量
嵌入式
计算复杂度分析、嵌入式平台优化技巧。
查看章节 20
21
传感器时间同步
硬件/软件
硬件同步 vs 软件同步、时间戳管理、插值与外推。
查看章节 21
22
初始对准
航向初始化
静基座对准、动基座对准、航向角初始化难题。
查看章节 22
23
磁力计校准
椭球拟合
硬铁与软铁校正、椭球拟合、实时校准算法。
查看章节 23
24
气压计高度估计
温度补偿
气压测高原理、温度补偿、风扰抑制。
查看章节 24
25
视觉SLAM中的状态估计
VINS
ORB-SLAM、VINS-Mono框架解析。
查看章节 25
26
多旋翼无人机实战案例
Pixhawk
Pixhawk中EKF2源码分析、参数配置经验。
查看章节 26
27
固定翼无人机状态估计
空速融合
空速融合、攻角估计、侧滑角估计。
查看章节 27
28
无人车状态估计
轮式里程计
轮式里程计、激光雷达定位、IMU预积分。
查看章节 28
29
状态估计的仿真验证
Gazebo+ROS
MATLAB/Simulink仿真、Gazebo+ROS仿真、数据集回放。
查看章节 29
30
前沿趋势与展望
学习型滤波
学习型状态估计、端到端滤波、事件相机与IMU融合。
查看章节 30