01
IMU是什么
惯性测量单元的定义、加速度计与陀螺仪工作原理、机器人/无人机/手机应用场景
基础概念应用
02
坐标系与姿态表示
导航/载体坐标系、欧拉角、旋转矩阵与四元数基础
数学姿态
03
IMU误差模型
零偏、刻度因子、交轴耦合、随机游走、Allan方差分析入门
误差建模
04
传感器标定基础
标定目的与意义、流程概览、六面法标定原理
标定六面法
05
加速度计标定实战
六面法采集数据、最小二乘法拟合、Matlab/Python实现
加速度计代码
06
陀螺仪标定实战
速率转台法、零偏稳定性测试、温度补偿方法
陀螺仪温补
07
磁力计标定
硬铁/软铁干扰、椭圆拟合校准、地磁矢量校正
磁力计校准
08
多传感器融合基础
卡尔曼滤波直觉理解、状态预测与观测更新、协方差矩阵
融合卡尔曼
09
线性卡尔曼滤波
一维卡尔曼推导、Python仿真、参数调优经验
KF仿真
10
扩展卡尔曼滤波
非线性系统线性化、雅可比矩阵、EKF在IMU融合应用
EKF非线性
11
四元数姿态解算
陀螺仪积分更新四元数、加速度计/磁力计观测修正、互补滤波
四元数互补
12
Mahony互补滤波
算法原理、PI控制器参数调节、代码实现与效果对比
Mahony滤波
13
Madgwick滤波
梯度下降法姿态解算、与Mahony对比、实际部署经验
Madgwick梯度
14
惯性导航系统(INS)
捷联惯导算法框架、速度/位置积分、圆锥/划桨效应补偿
INS惯导
15
GPS+IMU松耦合
GPS与IMU数据对齐、位置/速度融合、卡尔曼滤波实现
松耦合GPS
16
GPS+IMU紧耦合
伪距/伪距率观测、深耦合概念、RTK+IMU组合导航
紧耦合RTK
17
视觉惯性里程计(VIO)入门
视觉特征跟踪、IMU预积分、VINS-Mono框架简介
VIOSLAM
18
IMU数据预处理
时间戳同步、插值与重采样、低通滤波与去噪
预处理滤波
19
零速检测与零速修正
零速检测算法、ZUPT更新、步态分析应用
ZUPT步态
20
IMU温度补偿
温度对IMU影响、多项式拟合补偿、温箱实验方法
温补实验
21
Allan方差实战
Allan方差计算步骤、噪声系数提取(量化噪声/随机游走/零偏不稳定性等)
Allan噪声
22
IMU选型指南
MEMS与光纤/激光陀螺对比、关键指标解读、选型案例分析
选型硬件
23
硬件接口与数据读取
SPI/I2C/UART接口、MPU6050/ICM20948/BNO055驱动开发
接口驱动
24
ROS中的IMU处理
ROS IMU消息格式、robot_localization包、EKF配置与调参
ROS调参
25
IMU仿真与数据生成
基于Webots/Gazebo仿真、噪声注入、算法验证流程
仿真Gazebo
26
多IMU冗余系统
双IMU冗余设计、故障检测与隔离、加权融合策略
冗余容错
27
IMU在SLAM中的应用
IMU与激光雷达融合、重力对齐、回环检测辅助
SLAM激光
28
IMU在自动驾驶中的应用
车辆运动学模型、INS/GNSS组合导航、车道级定位
自动驾驶组合
29
IMU在可穿戴设备中的应用
人体姿态估计、步数检测、跌倒检测算法
可穿戴健康
30
综合实战项目：AHRS
基于STM32+MPU6050的航姿参考系统设计与实现
STM32AHRS