IMU 校准 · 实战目录

30 章 · 从原理到无人机

IMU基础与误差来源

惯性测量单元工作原理 · MEMS加速度计与陀螺仪原理 · 主要误差源 · 艾伦方差分析基础

传感器坐标系与姿态表示

IMU本体坐标系 · NED/ENU · 欧拉角与万向锁 · 四元数 · 旋转矩阵与坐标变换

加速度计校准理论

六位置静态校准法 · 最小二乘估计 · 误差模型 · 可观测性分析

加速度计校准实践

数据采集流程 · Python最小二乘参数估计 · 校准验证 · 温漂补偿

陀螺仪校准理论

速率测试法 · 多位置静态校准 · 误差模型 · 地球自转速率校准

陀螺仪校准实践

转台数据采集 · Python参数标定 · Allan方差实现 · 零偏稳定性评估

磁力计校准理论

硬铁与软铁干扰 · 误差模型 · 椭球拟合校准 · 地磁场与倾角

磁力计校准实践

三维旋转采集 · Python椭球拟合 · 校准验证 · 航向角补偿

多传感器联合标定

加速度计-陀螺仪相对姿态 · 杆臂效应 · 时间同步 · 内参外参联合优化

温度补偿技术

温度对IMU影响 · 多项式补偿模型 · 分段线性插值 · 温控系统设计

非线性误差补偿

加速度计非线性模型 · g灵敏度补偿 · 高阶多项式拟合 · 神经网络补偿

艾伦方差深入分析

Allan方差定义 · 噪声项识别 · 量化噪声 · 零偏不稳定性 · 曲线拟合

IMU随机误差建模

高斯马尔可夫过程 · ARIMA模型 · 卡尔曼滤波噪声建模 · 功率谱密度

确定性误差补偿

零偏补偿 · 标度因数补偿 · 交轴耦合补偿 · 温度查表补偿

IMU出厂校准流程

校准工装设计 · 自动化脚本 · 校准报告 · 参数存储与管理

现场校准方法

无需转台快速校准 · 运动约束校准 · 零速检测 · 重力矢量辅助

IMU数据预处理

异常值检测 · 低通滤波FIR/IIR · 滑动平均 · 数据同步与插值

惯性导航初始对准

粗对准解析法 · 精对准卡尔曼滤波 · 动基座对准 · 行进中对准

卡尔曼滤波基础

状态空间模型 · 预测与更新 · 卡尔曼增益 · 扩展卡尔曼滤波EKF

基于卡尔曼滤波的IMU校准

误差状态设计 · 观测方程 · 滤波器调参 · 收敛性分析

零速修正（ZUPT）技术

零速检测算法 · ZUPT卡尔曼滤波 · 步态检测 · 零速区间识别

视觉-惯性联合校准

相机-IMU外参标定 · 时间戳对齐 · 重投影误差 · Kalibr工具

IMU硬件接口与数据读取

SPI/I2C协议 · 寄存器配置 · 原始数据解析 · 数据速率控制

IMU性能评估指标

零偏稳定性 · 角度随机游走 · 速度随机游走 · 标度因数非线性度

校准精度验证方法

重复性测试 · Allan方差对比 · 导航精度回测 · 第三方基准比对

低成本IMU校准策略

消费级IMU特点 · 简化校准流程 · 自校准算法 · 精度与成本权衡

高精度IMU校准技术

光纤/激光陀螺校准 · 高低温循环 · 振动环境 · 长期稳定性测试

IMU校准软件架构

Python校准库设计 · 配置文件管理 · 数据可视化 · 校准结果数据库

校准数据管理与分析

数据格式标准化 · 校准日志 · 批量处理 · 校准趋势分析

综合案例：无人机IMU校准实战

从原始数据到导航解算 · 校准前后对比 · 飞行测试 · 常见问题