🚁 姿态解算 · 实战
30 章 · 从入门到项目
📐 欧拉角 & 四元数
🧠 卡尔曼滤波
⚙️ 传感器融合
📚 全30讲
完整目录
1
姿态解算基础：欧拉角与旋转矩阵
几何直观
从几何直观到数学表达
2
四元数入门
复数推广
四元数乘法、旋转表示与插值
3
传感器模型
IMU
加速度计、陀螺仪、磁力计原理与误差
4
坐标系定义
导航基础
机体、导航、地球坐标系及其转换
5
姿态表示方法对比
优劣分析
欧拉角、旋转矩阵、四元数、轴角法
6
陀螺仪积分
角速度
积分原理、离散化、零偏与噪声
7
加速度计姿态解算
俯仰横滚
利用重力矢量计算俯仰与横滚角
8
磁力计航向解算
地磁场
磁偏角校正、硬铁与软铁校准
9
互补滤波原理
频域分析
一阶与二阶互补滤波器设计
10
Mahony滤波算法
PI控制
四元数互补滤波，代码与调参
11
Madgwick滤波算法
梯度下降
优化四元数，性能对比
12
卡尔曼滤波基础
状态空间
预测与更新、协方差矩阵
13
扩展卡尔曼滤波(EKF)
线性化
非线性系统、雅可比矩阵
14
EKF姿态解算
传感器融合
状态向量、观测模型、实现
15
无迹卡尔曼滤波(UKF)
Sigma点
无迹变换，避免雅可比
16
传感器校准实战
六面法
加速度计、角速率陀螺仪标定
17
磁力计校准
椭圆拟合
最小二乘法、校准流程
18
时间同步问题
延迟补偿
时间戳对齐、插值方法
19
振动与噪声处理
滤波器
低通、陷波、自适应滤波
20
姿态初始化
对准策略
静止初始化、运动启动、航向对准
21
IMU预积分
因子图
预积分理论、离散化实现
22
多传感器融合架构
松紧耦合
集中式与分布式滤波
23
视觉-惯性融合(VIO)
SLAM
特征跟踪、IMU辅助、初始化
24
GPS-IMU融合
位置辅助
GPS观测、速度辅助、航向约束
25
气压计辅助高度估计
高度融合
气压测高、温度补偿、融合
26
姿态解算性能评估
RMSE
均方根误差、频谱分析、实时性
27
嵌入式实现优化
定点数
矩阵加速、内存管理技巧
28
故障检测与容错
诊断
传感器故障、一致性检验、降级
29
开源飞控源码分析
PX4/ArduPilot
姿态模块、代码解读
30
综合实战项目
完整系统
传感器采集 → 上位机显示