01
IMU基础概念
什么是IMU？惯性测量单元的核心组成（加速度计、陀螺仪、磁力计）。
加速度计陀螺仪磁力计
02
IMU工作原理
加速度计如何测量线加速度？陀螺仪如何测量角速度？科里奥利效应简介。
科里奥利线加速度角速度
03
IMU坐标系定义
载体坐标系、导航坐标系、IMU内参坐标系，坐标变换基础。
坐标系坐标变换导航系
04
IMU性能指标
零偏稳定性、角度随机游走、速度随机游走、标度因数误差、交叉轴耦合。
零偏随机游走标度因数
05
IMU选型指南
消费级、工业级、战术级、导航级IMU的对比与选型策略。
消费级工业级战术级
06
IMU数据手册解读
如何读懂datasheet中的关键参数？噪声密度、带宽、输出频率。
datasheet噪声密度带宽
07
IMU硬件接口
SPI、I2C、UART接口配置，时钟同步与数据就绪信号。
SPII2CUART
08
IMU驱动开发
基于STM32的IMU驱动框架，寄存器读写与初始化流程。
STM32寄存器初始化
09
IMU数据读取与解析
原始数据读取、校验、温度补偿、单位换算。
温度补偿单位换算校验
10
IMU校准原理
六面静态校准法、转台校准法、艾伦方差分析。
六面校准转台艾伦方差
11
IMU零偏校准实战
静止采集数据，计算零偏均值，编写校准代码。
零偏静止采集校准代码
12
IMU标度因数与交叉轴校准
最小二乘法拟合，校准矩阵生成。
最小二乘校准矩阵交叉轴
13
IMU温度补偿
温度对零偏和标度因数的影响，多项式拟合补偿方法。
温度补偿多项式拟合零偏
14
IMU数据预处理
低通滤波、滑动平均滤波、中值滤波，去除高频噪声。
低通滤波滑动平均中值滤波
15
姿态表示方法
欧拉角、旋转矩阵、四元数，各自的优缺点与转换关系。
欧拉角旋转矩阵四元数
16
四元数基础
四元数定义、乘法、共轭、归一化，用于姿态更新的优势。
四元数归一化姿态更新
17
姿态解算——互补滤波
原理讲解，一阶互补滤波与Mahony滤波算法实现。
互补滤波Mahony姿态解算
18
姿态解算——卡尔曼滤波
线性卡尔曼滤波在IMU姿态估计中的应用。
卡尔曼滤波姿态估计线性
19
姿态解算——扩展卡尔曼滤波
EKF处理非线性问题，状态向量与观测模型设计。
EKF非线性状态向量
20
IMU与GPS融合
松耦合与紧耦合架构，EKF融合位置、速度、姿态。
GPS松耦合紧耦合
21
IMU与视觉融合
VIO（视觉惯性里程计）基本原理，预积分概念。
VIO视觉惯性预积分
22
IMU与激光雷达融合
LIO（激光惯性里程计），点云畸变去除。
LIO激光雷达点云畸变
23
IMU初始化与对准
静基座初始对准、动基座对准、航向初始化。
初始对准静基座航向
24
IMU时间同步
多传感器时间戳对齐，硬件触发与软件插值方法。
时间同步硬件触发插值
25
IMU数据仿真
基于MATLAB/Python生成IMU仿真数据，用于算法验证。
MATLABPython仿真
26
IMU故障诊断
数据异常检测、饱和检测、一致性检查、健康状态评估。
故障诊断异常检测健康评估
27
IMU在自动驾驶中的应用
车辆定位、航迹推算、姿态控制、安全冗余。
自动驾驶航迹推算安全冗余
28
IMU在机器人中的应用
四旋翼姿态控制、两轮平衡车、AGV导航。
四旋翼平衡车AGV
29
IMU在AR/VR中的应用
头部追踪、手势识别、运动补偿。
AR/VR头部追踪运动补偿
30
IMU发展趋势
MEMS技术进步、芯片级IMU、多轴集成、AI辅助校准。
MEMS芯片级AI校准