Некоторая реализация логики перенесена в main
This commit is contained in:
@@ -5,15 +5,14 @@
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|||||||
#include "vector.h"
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#include "vector.h"
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||||||
#include "pid.h"
|
#include "pid.h"
|
||||||
#include "radio_receiver.h"
|
#include "radio_receiver.h"
|
||||||
|
#include "imu_processing.h"
|
||||||
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#include "IRS.h"
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typedef struct
|
typedef struct
|
||||||
{
|
{
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||||||
Vector3 gyro;
|
Vector3 gyro;
|
||||||
} attitude_t;
|
} attitude_t;
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||||||
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||||||
static uint8_t imu_update_flag = 0;
|
|
||||||
static uint8_t pid_update_flag = 0;
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||||||
void attitude_init(attitude_t* att);
|
void attitude_init(attitude_t* att);
|
||||||
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||||||
void attitude_controller_update(control_channels_t* control,
|
void attitude_controller_update(control_channels_t* control,
|
||||||
@@ -23,6 +22,5 @@ void attitude_controller_update(control_channels_t* control,
|
|||||||
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||||||
Quaternion rx_to_quaternion(const rc_channels* rx);
|
Quaternion rx_to_quaternion(const rc_channels* rx);
|
||||||
float constrain(float x, float min, float max);
|
float constrain(float x, float min, float max);
|
||||||
void TIM6_DAC_IRQHandler();
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
@@ -67,13 +67,3 @@ float constrain(float x, float min, float max)
|
|||||||
if (x < min) x = min; else if (x > max) x = max;
|
if (x < min) x = min; else if (x > max) x = max;
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return x;
|
return x;
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}
|
}
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||||||
void TIM6_DAC_IRQHandler()
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||||||
{
|
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||||||
if (TIM6->SR & TIM_SR_UIF)
|
|
||||||
{
|
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||||||
TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF;
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||||||
imu_update_flag = 1;
|
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||||||
pid_update_flag = 1;
|
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||||||
}
|
|
||||||
}
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||||||
115
Source/INS/IRS.c
115
Source/INS/IRS.c
@@ -1,8 +1,11 @@
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|||||||
#include "irs.h"
|
#include "irs.h"
|
||||||
#include <math.h>
|
#include <math.h>
|
||||||
|
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||||||
#define MAHONY_KP 2.5f
|
#define MAHONY_KP 2.5f
|
||||||
#define MAHONY_KI 0.01f
|
#define MAHONY_KI 0.01f
|
||||||
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|
||||||
|
#define ACC_ALPHA 0.01f
|
||||||
|
#define ACC_MAX_ERROR 0.2f
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||||||
static Vector3 gyro_bias = {0};
|
static Vector3 gyro_bias = {0};
|
||||||
|
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||||||
@@ -14,14 +17,14 @@ void IRS_init(IRS* irs)
|
|||||||
irs->q.z = 0.0f;
|
irs->q.z = 0.0f;
|
||||||
}
|
}
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||||||
|
|
||||||
Vector3 IRS_getGravity(const IRS* irs)
|
Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q)
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||||||
{
|
{
|
||||||
const Quaternion* q = &irs->q;
|
Vector3 g =
|
||||||
|
{
|
||||||
Vector3 g;
|
2 * (q->x*q->z - q->w*q->y),
|
||||||
g.x = 2 * (q->x*q->z - q->w*q->y);
|
2 * (q->w*q->x + q->y*q->z),
|
||||||
g.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
|
||||||
g.z = q->w*q->w - q->x*q->x - q->y*q->y + q->z*q->z;
|
};
|
||||||
|
|
||||||
return g;
|
return g;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -29,54 +32,72 @@ Vector3 IRS_getGravity(const IRS* irs)
|
|||||||
void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro_in, const Vector3* accel_in, float dt)
|
void IRS_update(IRS* irs, const Vector3* gyro_in, const Vector3* accel_in, float dt)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Vector3 gyro = *gyro_in;
|
Vector3 gyro = *gyro_in;
|
||||||
Vector3 accel = *accel_in;
|
Vector3 accel = {accel_in->x, accel_in->y, -accel_in->z};
|
||||||
|
|
||||||
// --- нормализация акселя
|
// gyro intergate
|
||||||
float norm = sqrtf(accel.x*accel.x + accel.y*accel.y + accel.z*accel.z);
|
Quaternion q = irs->q;
|
||||||
|
|
||||||
if (norm > 1e-6f)
|
Quaternion omega =
|
||||||
{
|
{
|
||||||
accel.x /= norm;
|
gyro.x * DEG2RAD,
|
||||||
accel.y /= norm;
|
gyro.y * DEG2RAD,
|
||||||
accel.z /= norm;
|
gyro.z * DEG2RAD,
|
||||||
|
0
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
Vector3 g = IRS_getGravity(irs);
|
Quaternion dq = QuatProd(&q, &omega);
|
||||||
|
dq = QuatConstProd(&dq, 0.5f * dt);
|
||||||
|
|
||||||
Vector3 error =
|
q = QuatSum(&q, &dq);
|
||||||
{
|
q = QuatNormalize(&q, 1.0f);
|
||||||
accel.y*g.z - accel.z*g.y,
|
|
||||||
accel.z*g.x - accel.x*g.z,
|
|
||||||
accel.x*g.y - accel.y*g.x
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
gyro_bias.x += MAHONY_KI * error.x * dt;
|
// accel correction
|
||||||
gyro_bias.y += MAHONY_KI * error.y * dt;
|
float acc_len = sqrtf(accel.x*accel.x + accel.y*accel.y + accel.z*accel.z);
|
||||||
gyro_bias.z += MAHONY_KI * error.z * dt;
|
|
||||||
|
|
||||||
gyro.x += MAHONY_KP * error.x + gyro_bias.x;
|
if (acc_len > 1e-6f)
|
||||||
gyro.y += MAHONY_KP * error.y + gyro_bias.y;
|
{
|
||||||
gyro.z += MAHONY_KP * error.z + gyro_bias.z;
|
Vector3 acc_norm =
|
||||||
}
|
{
|
||||||
|
accel.x / acc_len,
|
||||||
|
accel.y / acc_len,
|
||||||
|
accel.z / acc_len
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
irs->gyro = gyro;
|
float dyn = fabsf(acc_len - 1.0f);
|
||||||
irs->accel = accel;
|
|
||||||
|
|
||||||
// --- интеграция кватерниона
|
float trust;
|
||||||
Quaternion q = irs->q;
|
if (dyn > ACC_MAX_ERROR)
|
||||||
|
trust = 0.0f;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
trust = 1.0f - (dyn / ACC_MAX_ERROR);
|
||||||
|
|
||||||
Quaternion omega =
|
float gain = ACC_ALPHA * trust;
|
||||||
{
|
|
||||||
gyro.x * DEG2RAD,
|
|
||||||
gyro.y * DEG2RAD,
|
|
||||||
gyro.z * DEG2RAD,
|
|
||||||
0
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
Quaternion dq = QuatProd(&q, &omega);
|
if (gain > 1e-5f)
|
||||||
dq = QuatConstProd(&dq, 0.5f * dt);
|
{
|
||||||
|
Vector3 est = IRS_getGravity(&q);
|
||||||
|
|
||||||
q = QuatSum(&q, &dq);
|
Vector3 error =
|
||||||
q = QuatNormalize(&q, 1.0f);
|
{
|
||||||
|
acc_norm.y*est.z - acc_norm.z*est.y,
|
||||||
|
acc_norm.z*est.x - acc_norm.x*est.z,
|
||||||
|
acc_norm.x*est.y - acc_norm.y*est.x
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
irs->q = q;
|
Quaternion corretrion =
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error.x * gain * 0.5f,
|
||||||
|
error.y * gain * 0.5f,
|
||||||
|
error.z * gain * 0.5f,
|
||||||
|
1.0f
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
q = QuatProd(&corretrion, &q);
|
||||||
|
q = QuatNormalize(&q, 1.0f);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
irs->q = q;
|
||||||
|
irs->gyro = gyro;
|
||||||
|
irs->accel = accel;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
@@ -19,6 +19,6 @@ 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);
|
||||||
|
|
||||||
Vector3 IRS_getGravity(const IRS* irs);
|
Vector3 IRS_getGravity(const Quaternion* q);
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
@@ -1,6 +1,8 @@
|
|||||||
#include "quaternion.h"
|
#include "quaternion.h"
|
||||||
#include <math.h>
|
#include <math.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define PI 3.14159265359f
|
||||||
|
|
||||||
Quaternion QuatNormalize(const Quaternion* q, const float gain)
|
Quaternion QuatNormalize(const Quaternion* q, const float gain)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
Quaternion res = {};
|
Quaternion res = {};
|
||||||
@@ -134,7 +136,24 @@ Quaternion QuatGetError(const Quaternion* current, const Quaternion* target, boo
|
|||||||
return error;
|
return error;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Vector3 QuatToEuler(const Quaternion* q)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Vector3 e;
|
||||||
|
|
||||||
|
e.x = atan2f(2*(q->w*q->x + q->y*q->z),
|
||||||
|
1 - 2*(q->x*q->x + q->y*q->y));
|
||||||
|
|
||||||
|
e.y = asinf(2*(q->w*q->y - q->z*q->x));
|
||||||
|
|
||||||
|
e.z = atan2f(2*(q->w*q->z + q->x*q->y),
|
||||||
|
1 - 2*(q->y*q->y + q->z*q->z));
|
||||||
|
|
||||||
|
e.x *= 180.0f / PI;
|
||||||
|
e.y *= 180.0f / PI;
|
||||||
|
e.z *= 180.0f / PI;
|
||||||
|
|
||||||
|
return e;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -25,6 +25,7 @@ Vector3 QuatRotateAroundZ(const Quaternion* q, const Vector3* vec, bool CCW);
|
|||||||
Quaternion QuatCreateFromEuler(const Vector3* eulerAngels);
|
Quaternion QuatCreateFromEuler(const Vector3* eulerAngels);
|
||||||
Quaternion QuatGetError(const Quaternion* current, const Quaternion* target, bool fastWay);
|
Quaternion QuatGetError(const Quaternion* current, const Quaternion* target, bool fastWay);
|
||||||
|
|
||||||
|
Vector3 QuatToEuler(const Quaternion* q);
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
@@ -8,6 +8,10 @@
|
|||||||
#include "pid.h"
|
#include "pid.h"
|
||||||
#include "lidar.h"
|
#include "lidar.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
void TIM6_DAC_IRQHandler();
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint8_t irs_update_flag = 0;
|
||||||
|
static uint8_t control_update_flag = 0;
|
||||||
|
|
||||||
imu_scaled_t imu;
|
imu_scaled_t imu;
|
||||||
IRS irs;
|
IRS irs;
|
||||||
@@ -17,6 +21,8 @@ rc_channels rx_chs_normalized;
|
|||||||
control_channels_t ctrl_chs;
|
control_channels_t ctrl_chs;
|
||||||
lidar_data lidar;
|
lidar_data lidar;
|
||||||
|
|
||||||
|
Vector3 euler;
|
||||||
|
|
||||||
void delay_ms(uint32_t ms);
|
void delay_ms(uint32_t ms);
|
||||||
|
|
||||||
int main(void)
|
int main(void)
|
||||||
@@ -31,11 +37,12 @@ int main(void)
|
|||||||
i2c_gpio_init();
|
i2c_gpio_init();
|
||||||
i2c1_init();
|
i2c1_init();
|
||||||
imu_init();
|
imu_init();
|
||||||
imu_tim6_init();
|
|
||||||
imu_processing_init();
|
|
||||||
|
|
||||||
|
imu_processing_init();
|
||||||
imu_calibrate();
|
imu_calibrate();
|
||||||
|
|
||||||
|
imu_tim6_init();
|
||||||
|
|
||||||
IRS_init(&irs);
|
IRS_init(&irs);
|
||||||
|
|
||||||
attitude_init(&attitude);
|
attitude_init(&attitude);
|
||||||
@@ -45,47 +52,59 @@ int main(void)
|
|||||||
motors_init();
|
motors_init();
|
||||||
|
|
||||||
while (1)
|
while (1)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
receiver_update(&rx_chs_raw);
|
receiver_update(&rx_chs_raw);
|
||||||
rx_chs_normalized = normalize_channels(rx_chs_raw);
|
rx_chs_normalized = normalize_channels(rx_chs_raw);
|
||||||
|
|
||||||
if (imu_update_flag)
|
if (irs_update_flag)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
imu_update_flag = 0;
|
irs_update_flag = 0;
|
||||||
|
|
||||||
imu_read_scaled(&imu);
|
imu_read_scaled(&imu);
|
||||||
|
|
||||||
Vector3 gyro = {imu.gx, imu.gy, imu.gz};
|
Vector3 gyro = {imu.gx, imu.gy, imu.gz};
|
||||||
Vector3 accel = {imu.ax, imu.ay, imu.az};
|
Vector3 accel = {imu.ax, imu.ay, imu.az};
|
||||||
|
|
||||||
IRS_update(&irs, &gyro, &accel, IMU_DT);
|
IRS_update(&irs, &gyro, &accel, IMU_DT);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (pid_update_flag)
|
euler = QuatToEuler(&irs.q);
|
||||||
{
|
|
||||||
pid_update_flag = 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
attitude_controller_update(
|
if (control_update_flag)
|
||||||
&ctrl_chs,
|
{
|
||||||
&rx_chs_normalized,
|
control_update_flag = 0;
|
||||||
&irs.q,
|
|
||||||
&irs.gyro
|
|
||||||
);
|
|
||||||
|
|
||||||
if (rx_chs_normalized.rc_armed)
|
attitude_controller_update(
|
||||||
{
|
&ctrl_chs,
|
||||||
motors_set_throttle_mix(
|
&rx_chs_normalized,
|
||||||
rx_chs_normalized.rc_throttle,
|
&irs.q,
|
||||||
&ctrl_chs,
|
&irs.gyro
|
||||||
rx_chs_normalized.rc_armed
|
);
|
||||||
);
|
}
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
if (rx_chs_normalized.rc_armed)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
motors_turn_off();
|
motors_set_throttle_mix(
|
||||||
}
|
rx_chs_normalized.rc_throttle,
|
||||||
}
|
&ctrl_chs,
|
||||||
|
rx_chs_normalized.rc_armed
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
motors_turn_off();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void TIM6_DAC_IRQHandler()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (TIM6->SR & TIM_SR_UIF)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF;
|
||||||
|
irs_update_flag = 1;
|
||||||
|
control_update_flag = 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
void delay_ms(uint32_t ms)
|
void delay_ms(uint32_t ms)
|
||||||
|
|||||||
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