01
IMU基础与坐标系
惯性导航系统概述 · IMU工作原理 · 常用坐标系 · 欧拉角与四元数基础
坐标系四元数
02
IMU误差模型与标定
确定性/随机误差 · Allan方差 · 六面法标定流程
标定Allan
03
姿态解算基础
方向余弦矩阵 · 欧拉角/四元数微分方程 · 毕卡逼近 · 等效旋转矢量
姿态微分方程
04
惯性导航机械编排
比力方程 · 速度/位置更新 · 圆锥/划船补偿 · 双子样算法
机械编排补偿
05
初始对准
静基座粗/精对准 · 动基座对准 · 罗经法对准
对准卡尔曼
06
卡尔曼滤波基础
状态空间 · 五步法 · 噪声调参 · 发散抑制
卡尔曼滤波
07
扩展卡尔曼滤波与组合导航
EKF线性化 · 松/紧耦合 · GPS/INS模型 · 观测方程
EKF组合导航
08
无迹卡尔曼滤波
UT变换 · Sigma点 · UKF流程 · 与EKF对比
UKF无迹
09
误差状态卡尔曼滤波
ESKF思想 · 名义/误差状态分离 · 更新方程 · IMU应用
ESKF误差状态
10
多传感器时空同步
硬件/软件同步 · 时间戳管理 · 延迟补偿
同步PPS
11
仿真环境搭建
MATLAB/Simulink IMU仿真器 · 轨迹生成 · 噪声注入
仿真MATLAB
12
Python IMU数据处理
NumPy/SciPy · 数据读取预处理 · Matplotlib可视化
Python数据分析
13
C++ IMU实时处理
Eigen库 · 实时流处理 · 多线程 · 性能优化
C++实时
14
ROS机器人操作系统
ROS基础 · IMU消息 · 节点编写 · bag录制回放
ROS机器人
15
Gazebo仿真集成
IMU插件 · 场景搭建 · 噪声参数 · 数据导出
Gazebo仿真
16
姿态解算算法实现
Mahony · Madgwick · 梯度下降法 · 性能对比
姿态解算滤波
17
GPS/INS组合导航实现
松/紧耦合EKF · RTK/INS深耦合 · 完好性监测
GPS组合导航
18
视觉惯性里程计
VIO原理 · IMU预积分 · 滑动窗口 · VINS-Mono
VIO视觉
19
轮式里程计融合
轮速模型 · 航位推算 · 轮速/IMU融合 · 阿克曼约束
轮式里程计
20
磁力计融合
地磁场模型 · 硬/软铁校准 · 磁力计/IMU融合 · 干扰检测
磁力计校准
21
气压计高度融合
气压测高 · 温度补偿 · 高度融合 · 垂直通道稳定性
气压计高度
22
实车硬件平台搭建
IMU选型 · 数据采集卡 · 嵌入式主控 · 供电系统
硬件实车
23
实车数据采集
安装规范 · 同步采集 · 标定场地 · 质量评估
采集数据
24
实车标定实验
六面法 · 温度补偿 · 杆臂效应 · 现场校准
标定实验
25
实车路试与验证
典型工况 · 参考系统对比 · 性能指标评估
路试验证
26
组合导航系统集成
多传感器融合框架 · 故障检测 · 模式切换 · 联调
集成系统
27
性能评估与调优
RMSE分析 · 轨迹对比 · 频谱分析 · 参数敏感性
评估调优
28
高精度应用场景
车道级定位 · 地下车库 · 隧道 · 城市峡谷
高精度场景
29
行业标准与规范
IMU性能等级 · 组合导航测试 · 功能安全 · ISO 26262
标准安全
30
前沿技术展望
芯片级IMU · 量子导航 · AI辅助 · 5G+IMU融合
前沿趋势