卡尔曼滤波 · 导航融合
📚 30章 完整目录
01
卡尔曼滤波概述
状态估计问题
贝叶斯滤波基础
诞生与历史
02
数学基础(上)
高斯分布
协方差矩阵
矩阵运算回顾
03
数学基础(下)
最小二乘估计
加权最小二乘
递推最小二乘
04
离散卡尔曼滤波推导
系统模型
预测步骤
更新步骤
卡尔曼增益
05
一维卡尔曼滤波实例
温度估计
Python代码实现
可视化
06
多维卡尔曼滤波
向量空间模型
矩阵形式预测
矩阵形式更新
07
卡尔曼滤波特性分析
收敛性
一致性
可观性与可控性
08
扩展卡尔曼滤波(EKF)
非线性系统线性化
雅可比矩阵
09
EKF实例:移动机器人定位
激光雷达与里程计融合
10
无迹卡尔曼滤波(UKF)
UT变换
Sigma点选取
权重计算
11
UKF实例:车辆状态估计
与EKF对比分析
12
导航坐标系与刚体运动
地球坐标系
导航坐标系
姿态表示(欧拉角/四元数)
13
惯性导航系统(INS)原理
加速度计与陀螺仪
捷联惯导算法
IMU预积分
14
GPS定位原理
伪距测量
单点定位
差分GPS
RTK
15
松耦合GPS/INS融合
架构设计
状态向量定义
观测方程
16
紧耦合GPS/INS融合
伪距/伪距率观测
深耦合简介
17
组合导航中的误差模型
IMU误差(零偏/比例因子)
GPS误差(电离层/多径)
18
卡尔曼滤波的工程实现
数值稳定性
Joseph形式
UD分解滤波
19
自适应卡尔曼滤波
Sage-Husa滤波器
渐消记忆滤波
多模型方法
20
抗差卡尔曼滤波
异常值检测
M估计
Huber函数
21
联邦卡尔曼滤波
分散式架构
信息分配因子
子滤波器设计
22
视觉惯性里程计(VIO)中的滤波
MSF框架
状态扩增
边缘化
23
多传感器融合中的时间同步
硬件同步
软件插值
时间戳管理
24
卡尔曼滤波在自动驾驶中的应用
车辆运动模型
车道线融合
障碍物跟踪
25
卡尔曼滤波在无人机导航中的应用
视觉/IMU融合
地磁计辅助
气压计融合
26
卡尔曼滤波在机器人SLAM中的应用
EKF-SLAM
FastSLAM简介
图优化与滤波对比
27
滤波器的性能评估
RMSE
NEES
NIS
蒙特卡洛仿真
28
卡尔曼滤波的C++实现
Eigen库使用
实时性优化
嵌入式部署
29
卡尔曼滤波的Python实现
FilterPy库
仿真框架搭建
数据分析
30
课程总结与前沿展望
因子图优化
图神经网络滤波
学习型卡尔曼滤波