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本课程属于：058-IMU融合与多源状态估计 智能汽车与新能源汽车工程 · 共 9 门相关课程，组合学习更完整。

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传感器数据融合与滤波算法实战卡尔曼滤波 IMU算法 STM32

共计 30 章节

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学习目标 · 课程结构 · 所需工具与硬件平台（STM32

课程导入学习目标

传感器基础

加速度计 · 陀螺仪 · 磁力计的工作原理

传感器基础加速度计

坐标系与姿态表示

机体坐标系 · 世界坐标系 · 欧拉角

坐标系姿态表示

信号与噪声基础

时域与频域分析 · 白噪声 · 有色噪声

信号噪声基础

经典滤波方法

移动平均滤波 · 中值滤波 · 低通滤波（RC/Butterwort…

经典滤波方法移动平均滤波

互补滤波算法

互补滤波原理 · 加速度计与陀螺仪融合 · 一阶与二阶互补滤波设计

互补滤波算法互补滤波原理

卡尔曼滤波基础

状态空间模型 · 状态预测与更新 · 卡尔曼增益

卡尔曼滤波基础状态空间模型

扩展卡尔曼滤波（EKF）

非线性系统线性化 · 雅可比矩阵 · EKF算法流程

EKF扩展卡尔曼滤波

无迹卡尔曼滤波（UKF）

UT变换 · Sigma点选取 · UKF算法流程

UKF无迹卡尔曼滤波

粒子滤波基础

蒙特卡洛方法 · 重要性采样 · 重采样

粒子滤波基础蒙特卡洛方法

IMU误差建模与校准

确定性误差与随机误差 · 六面校准法 · 陀螺仪零偏稳定性

IMU误差建模

姿态解算算法

欧拉角法 · 方向余弦矩阵法 · 四元数法

姿态解算算法欧拉角法

STM32开发环境搭建

Keil/STM32CubeIDE · HAL库 · 串口调试

STM32开发环境搭建

IMU数据采集与预处理

I2C/SPI通信 · 原始数据读取 · 滤波去噪

IMU数据采集

基于互补滤波的姿态解算实战

在STM32上实现互补滤波 · 融合加速度计与陀螺仪数据 · 输出欧拉角

基于互补滤波的姿…STM32

基于卡尔曼滤波的姿态解算实战

在STM32上实现一维/三维卡尔曼滤… · 估计横滚角 · 俯仰角

基于卡尔曼滤波的…STM32

基于EKF的IMU融合实战

构建IMU状态方程与观测方程 · 在STM32上实现EKF姿态估计

基于UKF的IMU融合实战

实现UKF算法 · 处理非线性姿态估计 · 并与EKF结果对比

磁力计融合与航向角修正

磁力计校准 · 地磁模型 · 磁偏角补偿

磁力计融合航向角修正

动态响应与滤波性能调优

滤波参数对动态响应的影响 · 噪声抑制与延迟权衡 · 自适应滤波策略

动态响应滤波性能调优

多传感器数据融合架构

松耦合与紧耦合 · 联邦滤波 · 加权平均

多传感器数据融合…松耦合

GPS/IMU融合导航基础

GPS与IMU互补特性 · 松耦合组合导航 · 卡尔曼滤波在GPS/IMU融合中的应…

GPS/IMU融合导航基础

视觉/IMU融合简介

视觉惯性里程计（VIO）基本原理 · 相机与IMU标定 · 融合算法概述

滤波算法在STM32上的性能优化

定点数运算 · 矩阵运算优化 · 内存管理

STM32滤波算法

传感器故障检测与容错

残差检测 · 卡方检验 · 故障隔离

传感器故障检测容错

基于STM32的IMU姿态测量系统（… · 电路连接 · 软件架构

实战项目STM32

基于卡尔曼滤波的平衡小车（姿态估计 · 电机控制 · 滤波实时性要求

实战项目基于卡尔曼滤波的…

基于EKF的无人机姿态估计（传感器融… · 动态性能 · 抗干扰

实战项目EKF

常见问题与调试技巧

滤波发散 · 参数不收敛 · 传感器噪声大

常见问题调试技巧

课程总结与进阶方向

知识体系回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐

课程总结进阶方向