01
IMU定位概述
惯性导航系统（INS）基本原理 · IMU传感器（加速度计、陀螺仪）工作原理 · 车规级IMU选型标准 · IMU定位的优缺点分析
基础选型
02
坐标系与姿态表示
地理坐标系与载体坐标系 · 欧拉角（横滚、俯仰、航向） · 四元数基础 · 旋转矩阵与坐标变换
数学四元数
03
IMU误差模型与标定
确定性误差（零偏、标度因数、安装误差） · 随机误差（Allan方差分析） · 六面法标定流程 · 温漂补偿策略
标定误差
04
捷联惯导解算（INS）
姿态更新算法（四元数微分方程） · 速度更新算法（比力方程） · 位置更新算法 · 圆锥效应与划船效应补偿
惯导算法
05
卡尔曼滤波基础
状态空间模型 · 卡尔曼滤波五大公式（预测+更新） · 噪声协方差矩阵调参 · 发散抑制技巧
滤波KCF
06
松耦合GPS+IMU融合
松耦合架构设计 · GPS观测方程构建 · 位置/速度融合 · IMU辅助GPS周跳检测
GPS松耦合
07
紧耦合GPS+IMU融合
紧耦合架构设计 · 原始伪距/伪距率观测方程 · 模糊度固定与IMU辅助 · 深耦合概念简介
紧耦合RTK
08
车辆运动学约束
零速检测（ZUPT） · 零速修正（ZUPT辅助INS） · 非完整性约束（NHC） · 车辆侧滑检测与处理
车辆ZUPT
09
轮速传感器融合
轮速脉冲信号处理 · 轮速刻度系数标定 · 轮速与IMU融合模型 · 差速模型辅助航向
轮速标定
10
车辆动力学模型辅助
自行车模型 · 阿克曼转向几何 · 动力学模型预测 · 模型误差补偿
动力学预测
11
磁力计融合
地磁场模型 · 磁力计误差标定（硬铁/软铁） · 磁力计与IMU融合（倾角补偿） · 磁干扰检测与规避
磁力计标定
12
气压计融合
气压测高原理 · 气压计温度补偿 · 气压计与IMU垂直通道融合 · 多源高度融合策略
气压计高度
13
多传感器时空同步
硬件同步（PPS、SyncOut） · 软件同步（时间戳管理） · 延迟补偿算法 · 传感器时钟漂移校正
同步时钟
14
IMU数据预处理
低通滤波（FIR/IIR） · 滑动窗口滤波 · 异常值剔除 · 数据降采样策略
滤波预处理
15
初始化与对准
静基座初始对准（解析粗对准+精对准） · 动基座对准（GPS辅助） · 航向初始化难题
对准初始化
16
GNSS失效处理
GNSS信号丢失检测 · 纯惯性推算策略 · 零速修正保持 · 地图匹配辅助
失效容错
17
组合导航系统架构
联邦卡尔曼滤波 · 级联滤波架构 · 信息分配因子设计 · 故障检测与隔离（FDI）
架构FDI
18
RTK与IMU融合
RTK定位原理 · 整周模糊度固定 · IMU辅助RTK抗差 · 高精度车道级定位
RTK高精度
19
视觉与IMU融合（VIO）
视觉SLAM基础 · VIO框架（MSCKF/ORB-SLAM3） · 视觉惯性标定 · 视觉失效场景处理
VIOSLAM
20
激光雷达与IMU融合（LIO）
激光SLAM基础 · LIO框架（LIO-SAM/FAST-LIO） · 点云畸变矫正 · 激光惯性标定
LIO激光
21
高精地图与IMU融合
高精地图要素（车道线、杆状物） · 地图匹配定位 · 语义辅助定位 · 众包地图更新
高精地图匹配
22
车辆CAN总线数据融合
CAN总线协议解析 · 车速信号提取 · 方向盘转角信号 · 横摆角速度信号
CAN车辆
23
IMU性能评估与测试
Allan方差分析实战 · 跑车实验设计 · 定位精度评估指标（RMSE/CEP） · 重复性测试
测试评估
24
功能安全与冗余设计
ISO 26262功能安全等级 · IMU冗余架构（双IMU/三IMU） · 故障注入测试 · 安全状态切换
功能安全冗余
25
实时性与嵌入式部署
ARM/DSP平台优化 · FPGA加速 · 数据流优化 · 内存管理策略
嵌入式实时
26
传感器标定工具链
IMU内参标定工具（Kalibr/imu_utils） · 相机-IMU外参标定 · 激光-IMU外参标定 · 自动化标定流程
标定工具
27
开源框架实战（一）
基于RTKLIB的GPS+IMU松耦合实现 · 代码架构解析 · 数据回灌测试
RTKLIB开源
28
开源框架实战（二）
基于GICI的紧耦合实现 · 因子图优化原理 · 性能对比分析
GICI因子图
29
车规级IMU选型与硬件设计
MEMS IMU芯片选型（BMI088/ICM-20948） · PCB布局布线要点 · 抗振动设计 · EMC防护
硬件选型
30
综合实战项目
园区自动驾驶定位系统搭建 · 多传感器融合定位调试 · 定位故障排查流程 · 性能优化与交付
实战项目