Логика обработки данных иму реализована как в рабочей прошивке. Дополнены функции вектора
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Source/INS/IRS.c
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Source/INS/IRS.c
@@ -17,41 +17,55 @@ void IRS_init(IRS* irs)
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irs->q.z = 0.0f;
|
irs->q.z = 0.0f;
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}
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}
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Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q)
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{
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Vector3 g =
|
|
||||||
{
|
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||||||
2 * (q->x*q->z - q->w*q->y),
|
|
||||||
2 * (q->w*q->x + q->y*q->z),
|
|
||||||
q->w*q->w - q->x*q->x - q->y*q->y + q->z*q->z
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};
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return g;
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}
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void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro_in, const Vector3* accel_in, float dt)
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void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro_in, const Vector3* accel_in, float dt)
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{
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{
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Vector3 gyro = *gyro_in;
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Quaternion qConjugate = QuatConjugate(&irs->q);
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Vector3 accel = {accel_in->x, accel_in->y, -accel_in->z};
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// gyro intergate
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// gyro update
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Quaternion q = irs->q;
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Quaternion omega =
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irs->gyro = *gyro_in;
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Vector3 gyro =
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{
|
{
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||||||
gyro.x * DEG2RAD,
|
gyro_in->x * dt * DEG2RAD,
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||||||
gyro.y * DEG2RAD,
|
gyro_in->y * dt * DEG2RAD,
|
||||||
gyro.z * DEG2RAD,
|
gyro_in->z * dt * DEG2RAD
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0
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};
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};
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Quaternion dq = QuatProd(&q, &omega);
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Quaternion g = {gyro.x, gyro.y, gyro.z, 0};
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dq = QuatConstProd(&dq, 0.5f * dt);
|
g = QuatProd(&irs->q, &g);
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g = QuatConstProd(&g, 0.5f);
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||||||
|
irs->q = QuatSum(&irs->q, &g);
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irs->q = QuatNormalize(&irs->q, 1.0f);
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q = QuatSum(&q, &dq);
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Quaternion q0010 = {0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f};
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q = QuatNormalize(&q, 1.0f);
|
Quaternion conj0010prod = QuatProd(&qConjugate, &q0010);
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|
Quaternion prtilts = QuatProd(&conj0010prod, &irs->q);
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|
irs->oriPRT.x = prtilts.x;
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|
irs->oriPRT.y = prtilts.y;
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|
irs->oriPRT.z = prtilts.z;
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// /gyro update
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// accel update
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Vector3 accel = {accel_in->x, accel_in->y, -accel_in->z};
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irs->accel = accel;
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restoreQuat(irs, &accel);
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// /accel update
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/*Vector3 accel = {accel_in->x, accel_in->y, -accel_in->z};
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// accel correction
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float acc_len = sqrtf(accel.x*accel.x + accel.y*accel.y + accel.z*accel.z);
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float acc_len = sqrtf(accel.x*accel.x + accel.y*accel.y + accel.z*accel.z);
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||||||
|
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||||||
if (acc_len > 1e-6f)
|
if (acc_len > 1e-6f)
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||||||
@@ -99,5 +113,95 @@ void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro_in, const Vector3* accel_in, float
|
|||||||
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irs->q = q;
|
irs->q = q;
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||||||
irs->gyro = gyro;
|
irs->gyro = gyro;
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||||||
irs->accel = accel;
|
irs->accel = accel;*/
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}
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}
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void restoreQuat(IRS* irs, const Vector3* accel)
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{
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float len = lengthV3(accel);
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static float quat_acc_alpha = 0.03f;
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static float quat_acc_max = 0.02f;
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float dyn = fabsf(len - 1.0f);
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|
if (dyn > quat_acc_max) dyn = 1.0f; else dyn /= quat_acc_max;
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float gain = quat_acc_alpha * (1.0f - dyn);
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if (gain < 0.0001f) return;
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Vector3 acc = normalizeV3(accel, 1.0f);
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|
Vector3 est;
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est.x = 2.0f * (irs->q.x * irs->q.z - irs->q.w * irs->q.y);
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||||||
|
est.y = 2.0f * (irs->q.w * irs->q.x - irs->q.y * irs->q.z);
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||||||
|
est.z = irs->q.w * irs->q.w - irs->q.x * irs->q.x - irs->q.y * irs->q.y + irs->q.z * irs->q.z;
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|
Vector3 cross = Cross(&acc, &est);
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|
float dot = DotV3(&acc, &est);
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if (dot < 0.0f)
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|
{
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||||||
|
float error_len = lengthV3(&cross);
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||||||
|
if (error_len < 0.001f) {
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||||||
|
cross.x = 1.0f;
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||||||
|
cross.y = 0.0f;
|
||||||
|
cross.z = 0.0f;
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||||||
|
}
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||||||
|
else
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||||||
|
{
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|
cross = constProdV3(&cross, 1.0f / error_len);
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
Vector3 axis = constProdV3(&cross, gain * 0.5f);
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|
Quaternion correction =
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|
{
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||||||
|
axis.x,
|
||||||
|
axis.y,
|
||||||
|
axis.z,
|
||||||
|
1.0f
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||||||
|
};
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||||||
|
|
||||||
|
irs->q = QuatProd(&irs->q, &correction);
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||||||
|
irs->q = QuatNormalize(&irs->q, 1.0f);
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||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
void setAccelShift(IRS* irs, const float roll, const float pitch, const float yaw)
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||||||
|
{
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|
float h_roll = (roll * DEG2RAD) / 2.0f;
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||||||
|
float h_pitch = (pitch * DEG2RAD) / 2.0f;
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||||||
|
float h_yaw = (yaw * DEG2RAD) / 2.0f;
|
||||||
|
|
||||||
|
Quaternion q_roll = {0.0f, sinf(h_roll), 0.0f, cosf(h_roll)};
|
||||||
|
Quaternion q_pitch = {sinf(h_pitch), 0.0f, 0.0f, cosf(h_pitch)};
|
||||||
|
Quaternion q_yaw = {0.0f, 0.0f, sinf(h_yaw), cosf(h_yaw)};
|
||||||
|
|
||||||
|
Quaternion prProd = QuatProd(&q_pitch, &q_roll);
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||||||
|
Quaternion pryProd = QuatProd(&prProd, &q_yaw);
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||||||
|
|
||||||
|
irs->shiftAccelPRY = pryProd;
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|
}
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||||||
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|
Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q)
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|
{
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|
Vector3 g =
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|
{
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||||||
|
2 * (q->x*q->z - q->w*q->y),
|
||||||
|
2 * (q->w*q->x + q->y*q->z),
|
||||||
|
q->w*q->w - q->x*q->x - q->y*q->y + q->z*q->z
|
||||||
|
};
|
||||||
|
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||||||
|
return g;
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|
}
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@@ -9,15 +9,21 @@
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typedef struct
|
typedef struct
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{
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{
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Quaternion q; // ориентация
|
Quaternion q; // ориентация
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||||||
Vector3 gyro; // deg/s
|
Vector3 oriPRT; // orientation pitch roll tilts
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Vector3 accel; // g
|
Vector3 gyro; // deg/s
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||||||
|
Vector3 accel; // g
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|
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|
Quaternion shiftAccelPRY; // смещение акселерометра
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|
|
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} IRS;
|
} IRS;
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||||||
void IRS_init(IRS* irs);
|
void IRS_init(IRS* irs);
|
||||||
|
|
||||||
void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro, const Vector3* accel, float dt);
|
void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro, const Vector3* accel, float dt);
|
||||||
|
void restoreQuat(IRS* irs, const Vector3* accel);
|
||||||
|
|
||||||
|
void setAccelShift(IRS* irs, const float pitch, const float roll, const float yaw);
|
||||||
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Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q);
|
Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q);
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@@ -10,8 +10,29 @@ Vector2 normalizeV2(const Vector2* v, float gain)
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Vector3 normalizeV3(const Vector3* v, float gain)
|
Vector3 normalizeV3(const Vector3* v, float gain)
|
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{
|
{
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||||||
float len = lengthV3(v);
|
Vector3 res = {0};
|
||||||
Vector3 res = {.x = v->x / len, .y = v->y / len, .z = v->z};
|
float n = lengthV3(v);
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||||||
|
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if (n > 1e-12f)
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||||||
|
{
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|
n = gain / n;
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|
res.x = v->x * n;
|
||||||
|
res.y = v->y * n;
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||||||
|
res.z = v->z * n;
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|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float DotV2(const Vector2* v1, const Vector2* v2)
|
||||||
|
{
|
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|
float res = v1->x * v2->x + v1->y * v2->y;
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float DotV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
float res = v1->x * v2->x + v1->y * v2->y + v1->z * v2->z;
|
||||||
return res;
|
return res;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -129,6 +150,21 @@ float scalarProdV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2)
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
Vector3 Cross(const Vector3* v1, const Vector3* v2)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Vector3 res =
|
||||||
|
{
|
||||||
|
v1->x * v2->z - v1->z * v2->y,
|
||||||
|
v1->z * v2->x - v1->x * v2->z,
|
||||||
|
v1->x * v2->y - v1->y * v2->x
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
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||||||
|
|
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|
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||||||
|
|
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|
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|
|||||||
@@ -17,6 +17,9 @@ typedef struct
|
|||||||
Vector2 normalizeV2(const Vector2* v, float gain);
|
Vector2 normalizeV2(const Vector2* v, float gain);
|
||||||
Vector3 normalizeV3(const Vector3* v, float gain);
|
Vector3 normalizeV3(const Vector3* v, float gain);
|
||||||
|
|
||||||
|
float DotV2(const Vector2* v1, const Vector2* v2);
|
||||||
|
float DotV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2);
|
||||||
|
|
||||||
Vector2 absV2(const Vector2* v);
|
Vector2 absV2(const Vector2* v);
|
||||||
Vector3 absV3(const Vector3* v);
|
Vector3 absV3(const Vector3* v);
|
||||||
|
|
||||||
@@ -45,6 +48,6 @@ float scalarProdV2(const Vector2* v1, const Vector2* v2);
|
|||||||
float scalarProdV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2);
|
float scalarProdV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2);
|
||||||
|
|
||||||
Vector2 vectorProdV2(const Vector2* v1, const Vector2* v2);
|
Vector2 vectorProdV2(const Vector2* v1, const Vector2* v2);
|
||||||
Vector3 vectorProdV3(const Vector3* v1, const Vector3* v2);
|
Vector3 Cross(const Vector3* v1, const Vector3* v2);
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
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