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4. 无人机TinyML特征工程：窗口、频域特征和姿态标签构建

共计 30 章节
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01
课程导入
无人机TinyML特征工程的定义 · 重要性 · 应用场景（如飞行模式识别
课程导入TinyML
02
传感器基础
无人机常用IMU传感器（加速度计 · 陀螺仪 · 磁力计）的工作原理
传感器基础IMU
03
数据采集与预处理
无人机飞行数据采集方法 · 时间同步 · 去噪
数据采集预处理
04
窗口化技术
固定窗口 · 滑动窗口 · 事件窗口的概念
窗口化技术固定窗口
05
时域特征提取
均值 · 方差 · 标准差
时域特征提取均值
06
频域特征基础
傅里叶变换 · 功率谱密度 · 频谱峰值
频域特征基础傅里叶变换
07
频域特征提取实战
使用Python（如NumPy/Sc… · 频谱特征 · 并可视化频谱图
频域特征提取实战Python
08
时频域联合特征
短时傅里叶变换（STFT） · 小波变换在无人机动态特征提取中的应用
时频域联合特征STFT
09
姿态表示方法
欧拉角 · 四元数 · 旋转矩阵的定义
姿态表示方法欧拉角
10
姿态标签构建
基于IMU数据计算俯仰 · 横滚 · 偏航角
姿态标签构建IMU
11
飞行模式标签构建
悬停 · 平飞 · 爬升
飞行模式标签构建悬停
12
特征工程流程
从原始IMU数据到特征矩阵的完整流程 · 包括分段 · 特征提取
特征工程流程IMU
13
特征选择与降维
过滤式 · 包裹式 · 嵌入式特征选择方法
特征选择降维
14
特征标准化与归一化
Z-score · Min-Max · 鲁棒缩放等方法及其对TinyML模型…
特征标准化归一化
15
TinyML模型输入设计
如何将特征向量组织为模型输入（如ML… · CNN · LSTM）
TinyML模型输入设计
16
案例实战
基于加速度计数据构建悬停与飞行模式分… · 完成从数据采集到特征提取 · 模型训练的全流程
案例实战基于加速度计数据…
17
案例实战
基于陀螺仪数据构建姿态估计模型 · 使用四元数或欧拉角作为标签 · 评估特征有效性
案例实战基于陀螺仪数据构…
18
案例实战
无人机异常检测（如碰撞 · 失速）的特征工程 · 利用时域和频域特征识别异常模式
案例实战无人机异常检测
19
边缘部署考虑
特征工程在MCU上的计算开销 · 内存限制 · 实时性要求
边缘部署考虑MCU
20
工具与库
介绍Python数据处理库（NumP… · Pandas · SciPy）
工具Python
21
常见问题与调试
窗口大小选择不当 · 标签噪声 · 特征冗余
常见问题调试
22
数据增强
针对无人机IMU数据的旋转 · 加噪 · 时间扭曲等增强方法
数据增强IMU
23
特征工程评估
如何通过可视化（t-SNE · 特征相关性热图）和统计指标评估特征质…
特征工程评估t-SNE
24
多传感器融合特征
融合加速度计 · 陀螺仪 · 磁力计数据的特征构建方法
多传感器融合特征融合加速度计
25
实时特征提取
在嵌入式设备上实现滑动窗口特征计算的… · 定点运算）
实时特征提取嵌入式设备上实现…
26
项目实战
设计一个完整的无人机TinyML应用… · 从需求分析 · 特征工程
项目实战TinyML
27
性能优化
特征提取代码的加速方法（向量化 · C扩展 · 硬件加速）
性能优化特征提取代码的加…
28
行业案例
农业植保无人机 · 物流无人机 · 航拍无人机中特征工程的实际应用与经验…
行业案例农业植保无人机
29
综合提升
结合深度学习自动特征提取（如CNN端… · 讨论混合特征工程策略
综合提升CNN
30
课程总结与展望
回顾核心知识点 · 探讨无人机TinyML特征工程的未来… · 在线特征学习）及学习资源推荐
课程总结回顾核心知识点