albatross / Mbed 2 deprecated LAURUS_program_copy

MPUとHMCでうごくかもver

Dependencies:   ConfigFile SDFileSystem mbed

Fork of LAURUS_program by hiroya taura

main.cpp@22:3caa2983bf1d, 2015-06-23 (annotated)

Committer:
ojan
Date:
Tue Jun 23 15:23:38 2015 +0000
Revision:
22:3caa2983bf1d
Parent:
21:d417708e84a8
Child:
23:79cdc1432160
LAURUS_Program_v2.3.1

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
ojan 0:bc6f14fc60c7 1 #include "mbed.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 2 #include "MPU6050.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 3 #include "HMC5883L.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 4 #include "LPS25H.h"
ojan 1:6cd6d2760856 5 #include "GMS6_CR6.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 6 #include "ErrorLogger.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 7 #include "Vector.h"
ojan 3:5358a691a100 8 #include "Matrix.h"
ojan 3:5358a691a100 9 #include "Vector_Matrix_operator.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 10 #include "myConstants.h"
onaka 7:0ec343d29641 11 #include "SDFileSystem.h"
onaka 7:0ec343d29641 12 #include "BufferedSerial.h"
onaka 7:0ec343d29641 13 #include "ConfigFile.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 14
ojan 14:f85cb5340cb8 15 /****************************** private define ******************************/
ojan 0:bc6f14fc60c7 16 #define TRUE 1
ojan 0:bc6f14fc60c7 17 #define FALSE 0
ojan 8:602865d8fca3 18
ojan 15:d14d385d37e2 19 #define RULE1
ojan 15:d14d385d37e2 20 //#define RULE2
ojan 15:d14d385d37e2 21 //#define RULE3
ojan 15:d14d385d37e2 22
ojan 14:f85cb5340cb8 23 const float dt = 0.01f; // 割り込み周期(s)
ojan 21:d417708e84a8 24 const float ServoMax = 0.0046f; // サーボの最大パルス長(s)
ojan 21:d417708e84a8 25 const float ServoMin = 0.0012f; // サーボの最小パルス長(s)
ojan 21:d417708e84a8 26 const float PullMax = 25; // 引っ張れる紐の最大量(mm)
ojan 14:f85cb5340cb8 27 const float BorderSpiral = 40.0f; // スパイラル検知角度
ojan 14:f85cb5340cb8 28 const short BorderOpt = 30000; // 光センサーの閾値
ojan 14:f85cb5340cb8 29 const float BorderGravity = 0.3f; // 無重力状態の閾値
ojan 14:f85cb5340cb8 30 const int BorderParafoil = 0; // 物理スイッチのOFF出力
ojan 14:f85cb5340cb8 31 const int MaxCount = 3; // 投下シグナルを何回連続で検知したら投下と判断するか（×0.2[s]）
ojan 14:f85cb5340cb8 32 const int WaitTime = 1; // 投下後、安定するまで何秒滑空するか
ojan 15:d14d385d37e2 33 const float Alpha = 30.0f; // 目標方向と自分の進行方向との差の閾値(deg)（制御則1&2&3の定数
ojan 15:d14d385d37e2 34 const float Beta = 60.0f; // 目標方向と自分の進行方向との間に取るべき角度差(deg)（制御則3の定数
ojan 15:d14d385d37e2 35 const float BorderDistance = 10.0f; // 落下制御に入るための目標値との距離の閾値(m)（制御則2の定数
ojan 1:6cd6d2760856 36
ojan 14:f85cb5340cb8 37 /****************************** private macro ******************************/
ojan 14:f85cb5340cb8 38 /****************************** private typedef ******************************/
ojan 14:f85cb5340cb8 39 /****************************** private variables ******************************/
ojan 10:8ee11e412ad7 40 DigitalOut myled(LED1); // デバッグ用LEDのためのデジタル出力
ojan 10:8ee11e412ad7 41 I2C i2c(PB_9, PB_8); // I2Cポート
ojan 10:8ee11e412ad7 42 MPU6050 mpu(&i2c); // 加速度・角速度センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 43 HMC5883L hmc(&i2c); // 地磁気センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 44 LPS25H lps(&i2c); // 気圧センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 45 Serial gps(PA_11, PA_12); // GPS通信用シリアルポート
ojan 10:8ee11e412ad7 46 Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX); // PC通信用シリアルポート
ojan 10:8ee11e412ad7 47 GMS6_CR6 gms(&gps, &pc); // GPS
onaka 7:0ec343d29641 48 SDFileSystem sd(PB_5, PB_4, PB_3, PB_10, "sd"); // microSD
ojan 19:ad8ff2de68f5 49 FILE * fp; // ログファイルのポインタ
onaka 7:0ec343d29641 50 BufferedSerial xbee(PA_9, PA_10, PC_1); // Xbee
ojan 14:f85cb5340cb8 51 ConfigFile cfg; // ConfigFile
ojan 10:8ee11e412ad7 52 PwmOut servoL(PB_6), servoR(PC_7); // サーボ用PWM出力
ojan 14:f85cb5340cb8 53 AnalogIn optSensor(PC_0); // 照度センサ用アナログ入力
ojan 20:00afba164688 54 AnalogIn servoVcc(PA_0); // バッテリー電圧監視用アナログ入力(サーボ用)
ojan 20:00afba164688 55 AnalogIn logicVcc(PA_1); // バッテリー電圧監視用アナログ入力(ロジック用)
ojan 14:f85cb5340cb8 56 DigitalIn paraSensor(PB_0); // パラフォイルに繋がる（予定）の物理スイッチ
ojan 20:00afba164688 57 Ticker ticker; // 割り込みタイマー
ojan 14:f85cb5340cb8 58 Timer timer; // 時間計測用タイマー
ojan 0:bc6f14fc60c7 59
ojan 14:f85cb5340cb8 60 int lps_cnt = 0; // 気圧センサ読み取りカウント
ojan 8:602865d8fca3 61 uint8_t INT_flag = TRUE; // 割り込み可否フラグ
ojan 17:03b45055ca05 62 /* こちらの変数群はメインループでは参照しない */
ojan 14:f85cb5340cb8 63 Vector raw_acc(3); // 加速度(m/s^2) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 64 Vector raw_gyro(3); // 角速度(deg/s) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 65 Vector raw_geomag(3); // 地磁気(?) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 66 float raw_press; // 気圧(hPa) 生
ojan 17:03b45055ca05 67 /* メインループ内ではこちらを参照する */
ojan 14:f85cb5340cb8 68 Vector acc(3); // 加速度(m/s^2)
ojan 14:f85cb5340cb8 69 Vector gyro(3); // 角速度(deg/s)
ojan 14:f85cb5340cb8 70 Vector geomag(3); // 地磁気(?)
ojan 14:f85cb5340cb8 71 float press; // 気圧(hPa)
ojan 1:6cd6d2760856 72
ojan 14:f85cb5340cb8 73 Vector raw_g(3); // 重力ベクトル 生
ojan 14:f85cb5340cb8 74 Vector g(3); // 重力ベクトル
ojan 14:f85cb5340cb8 75 Vector target_p(2); // 目標情報（経度、緯度）（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 76 Vector p(2); // 位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 77 Vector pre_p(2); // 過去の位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 78 int UTC_t = 0; // UTC時刻
ojan 14:f85cb5340cb8 79 int pre_UTC_t = 0; // 前のUTC時刻
ojan 8:602865d8fca3 80
ojan 14:f85cb5340cb8 81 Vector b_f(3); // 機体座標に固定された、機体前方向きのベクトル（x軸）
ojan 14:f85cb5340cb8 82 Vector b_u(3); // 機体座標に固定された、機体上方向きのベクトル（z軸）
ojan 14:f85cb5340cb8 83 Vector b_l(3); // 機体座標に固定された、機体左方向きのベクトル（y軸）
ojan 9:6d4578dcc1ed 84
ojan 14:f85cb5340cb8 85 Vector r_f(3); // 世界座標に固定された、北向きのベクトル（X軸）
ojan 14:f85cb5340cb8 86 Vector r_u(3); // 世界座標に固定された、上向きのベクトル（Z軸）
ojan 14:f85cb5340cb8 87 Vector r_l(3); // 世界座標に固定された、西向きのベクトル（Y軸）
ojan 14:f85cb5340cb8 88
ojan 14:f85cb5340cb8 89 int pull_L = 0; // 左サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 14:f85cb5340cb8 90 int pull_R = 0; // 右サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 9:6d4578dcc1ed 91
ojan 14:f85cb5340cb8 92 float yaw = 0.0f; // 本体のヨー角（deg）z軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 93 float pitch = 0.0f; // 本体のピッチ角（deg）y軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 94 float roll = 0.0f; // 本体のロール角（deg）x軸周り
ojan 9:6d4578dcc1ed 95
ojan 14:f85cb5340cb8 96 float vrt_acc = 0.0f; // 鉛直方向の加速度成分（落下検知に使用）
ojan 13:df1e8a650185 97
ojan 14:f85cb5340cb8 98 int step = 0; // シーケンス制御のステップ
ojan 20:00afba164688 99 int count = 0; // 安定滑空までの時間測定用カウンター
ojan 14:f85cb5340cb8 100 int dir = 0; // 旋回方向（0：左　1：右）
ojan 20:00afba164688 101 char data[512] = {}; // 送信データ用配
ojan 20:00afba164688 102 int loopTime = 0; // 1ループに掛かる時間（デバッグ用
ojan 3:5358a691a100 103
onaka 7:0ec343d29641 104 /** config.txt **
ojan 15:d14d385d37e2 105 * #から始めるのはコメント行
onaka 7:0ec343d29641 106 * #イコールの前後に空白を入れない
onaka 7:0ec343d29641 107 * target_x=111.222
onaka 7:0ec343d29641 108 * target_y=33.444
onaka 7:0ec343d29641 109 */
ojan 21:d417708e84a8 110 float target_x = 0.0f, target_y = 0.0f;
onaka 7:0ec343d29641 111
ojan 14:f85cb5340cb8 112 /* ---------- Kalman Filter ---------- */
ojan 11:083c8c9a5b84 113 // 地磁気ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 114 // ジャイロのz軸周りのバイアスも推定
ojan 13:df1e8a650185 115 Vector pri_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 116 Matrix pri_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 117 Vector post_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 118 Matrix post_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 119 Matrix F1(7, 7), H1(3, 7);
ojan 13:df1e8a650185 120 Matrix R1(7, 7), Q1(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 121 Matrix I1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 122 Matrix K1(7, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 123 Matrix S1(3, 3), S_inv1(3, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 124
ojan 11:083c8c9a5b84 125 // 重力ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 126 // ジャイロのx軸、y軸周りのバイアスも同時に推定
ojan 13:df1e8a650185 127 Vector pri_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 128 Matrix pri_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 129 Vector post_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 130 Matrix post_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 131 Matrix F2(5, 5), H2(3, 5);
ojan 13:df1e8a650185 132 Matrix R2(5, 5), Q2(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 133 Matrix I2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 134 Matrix K2(5, 3);
ojan 13:df1e8a650185 135 Matrix S2(3, 3), S_inv2(3, 3);
ojan 14:f85cb5340cb8 136 /* ---------- ------------- ---------- */
ojan 3:5358a691a100 137
ojan 1:6cd6d2760856 138
ojan 14:f85cb5340cb8 139 /****************************** private functions ******************************/
ojan 21:d417708e84a8 140 bool SD_Init(); // SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 141 void VectorsInit(); // 各種ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 142 void KalmanInit(); // カルマンフィルタ初期化
ojan 21:d417708e84a8 143 bool LoadConfig(); // config読み取り
ojan 14:f85cb5340cb8 144 int Find_last(); // SDカード初期化用関数
ojan 20:00afba164688 145 void DataProcessing(); // データ処理関数
ojan 20:00afba164688 146 void ControlRoutine(); // 制御ルーチン関数
ojan 14:f85cb5340cb8 147 void KalmanUpdate(); // カルマンフィルタ更新
ojan 14:f85cb5340cb8 148 float Distance(Vector p1, Vector p2); // 緯度・経度の差から2点間の距離を算出(m)
ojan 20:00afba164688 149 bool Thrown(); // 投下されたかどうかを判断する
ojan 20:00afba164688 150 void DataUpdate(); // データ取得&更新関数
ojan 14:f85cb5340cb8 151 void toString(Matrix& m); // デバッグ用
ojan 14:f85cb5340cb8 152 void toString(Vector& v); // デバッグ用
ojan 1:6cd6d2760856 153
ojan 15:d14d385d37e2 154 inline float min(float a, float b)
ojan 15:d14d385d37e2 155 {
ojan 14:f85cb5340cb8 156 return ((a > b) ? b : a);
ojan 14:f85cb5340cb8 157 }
ojan 14:f85cb5340cb8 158
ojan 14:f85cb5340cb8 159 /****************************** main function ******************************/
ojan 0:bc6f14fc60c7 160
ojan 15:d14d385d37e2 161 int main()
ojan 15:d14d385d37e2 162 {
ojan 15:d14d385d37e2 163
ojan 14:f85cb5340cb8 164 i2c.frequency(400000); // I2Cの通信速度を400kHzに設定
ojan 15:d14d385d37e2 165
ojan 0:bc6f14fc60c7 166 if(!mpu.init()) AbortWithMsg("mpu6050 Initialize Error !!"); // mpu6050初期化
ojan 0:bc6f14fc60c7 167 if(!hmc.init()) AbortWithMsg("hmc5883l Initialize Error !!"); // hmc5883l初期化
ojan 15:d14d385d37e2 168
ojan 22:3caa2983bf1d 169
ojan 22:3caa2983bf1d 170 //Config読み取り
ojan 22:3caa2983bf1d 171 while(!LoadConfig());
ojan 22:3caa2983bf1d 172 xbee.printf("target(%.5f, %.5f)\r\n", target_x, target_y);
ojan 22:3caa2983bf1d 173
ojan 17:03b45055ca05 174 // SDカード初期化
ojan 21:d417708e84a8 175 while(!SD_Init());
ojan 15:d14d385d37e2 176
onaka 7:0ec343d29641 177 //カルマンフィルタ初期化
ojan 3:5358a691a100 178 KalmanInit();
ojan 15:d14d385d37e2 179
ojan 17:03b45055ca05 180 // 各種ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 181 VectorsInit();
ojan 20:00afba164688 182
ojan 20:00afba164688 183 ticker.attach(&DataUpdate, dt); // 割り込み有効化（Freq = 0.01fなので、10msおきの割り込み）
ojan 20:00afba164688 184 NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn, 5);
ojan 17:03b45055ca05 185
ojan 17:03b45055ca05 186 servoL.period(0.020f); // サーボの信号の周期は20ms
ojan 17:03b45055ca05 187 servoR.period(0.020f);
ojan 15:d14d385d37e2 188
ojan 15:d14d385d37e2 189
ojan 14:f85cb5340cb8 190 /* ------------------------------ ↓↓↓ ここからメインループ ↓↓↓ ------------------------------ */
ojan 0:bc6f14fc60c7 191 while(1) {
ojan 4:45dc5590abc0 192 timer.stop();
ojan 4:45dc5590abc0 193 timer.reset();
ojan 4:45dc5590abc0 194 timer.start();
ojan 14:f85cb5340cb8 195 myled = 1; // LED is ON
ojan 20:00afba164688 196
ojan 21:d417708e84a8 197 INT_flag = FALSE; // 割り込みによる変数書き換えを阻止
ojan 14:f85cb5340cb8 198 /******************************* データ処理 *******************************/
ojan 20:00afba164688 199 DataProcessing();
ojan 15:d14d385d37e2 200
ojan 14:f85cb5340cb8 201 /******************************* 制御ルーチン *******************************/
ojan 20:00afba164688 202 ControlRoutine();
ojan 21:d417708e84a8 203
ojan 21:d417708e84a8 204 float sv = (float)servoVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // サーボ電源電圧
ojan 21:d417708e84a8 205 float lv = (float)logicVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // ロジック電源電圧
ojan 21:d417708e84a8 206
ojan 21:d417708e84a8 207 // 指定された引っ張り量だけ紐を引っ張る
ojan 21:d417708e84a8 208 if(pull_L < 0) pull_L = 0;
ojan 21:d417708e84a8 209 else if(pull_L > PullMax) pull_L = PullMax;
ojan 21:d417708e84a8 210 if(pull_R < 0) pull_R = 0;
ojan 21:d417708e84a8 211 else if(pull_R > PullMax) pull_R = PullMax;
ojan 21:d417708e84a8 212
ojan 21:d417708e84a8 213 servoL.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_L / (float)PullMax + ServoMin);
ojan 21:d417708e84a8 214 servoR.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_R / (float)PullMax + ServoMin);
ojan 21:d417708e84a8 215
ojan 21:d417708e84a8 216 // データをmicroSDに保存し、XBeeでPCへ送信する
ojan 21:d417708e84a8 217 sprintf(data, "%d, %.1f,%.1f,%.1f, %.3f,%.5f,%.5f, %.3f,%.3f,%d, %.3f,%d, %d,%d\r\n",
ojan 21:d417708e84a8 218 UTC_t, yaw, pitch, roll,
ojan 21:d417708e84a8 219 press, gms.longitude, gms.latitude,
ojan 21:d417708e84a8 220 lv, vrt_acc, loopTime,
ojan 21:d417708e84a8 221 Distance(target_p, p), optSensor.read_u16()
ojan 21:d417708e84a8 222 , pull_R, pull_L);
ojan 21:d417708e84a8 223
ojan 21:d417708e84a8 224 INT_flag = TRUE; // 割り込み許可
ojan 21:d417708e84a8 225
ojan 21:d417708e84a8 226 fprintf(fp, data);
ojan 21:d417708e84a8 227 fflush(fp);
ojan 21:d417708e84a8 228 xbee.printf(data);
ojan 21:d417708e84a8 229
ojan 15:d14d385d37e2 230
ojan 9:6d4578dcc1ed 231 myled = 0; // LED is OFF
ojan 15:d14d385d37e2 232
ojan 20:00afba164688 233 loopTime = timer.read_ms();
ojan 20:00afba164688 234
ojan 9:6d4578dcc1ed 235 // ループはきっかり0.2秒ごと
ojan 9:6d4578dcc1ed 236 while(timer.read_ms() < 200);
ojan 20:00afba164688 237
ojan 0:bc6f14fc60c7 238 }
ojan 15:d14d385d37e2 239
ojan 14:f85cb5340cb8 240 /* ------------------------------ ↑↑↑ ここまでメインループ ↑↑↑ ------------------------------ */
onaka 7:0ec343d29641 241 }
onaka 7:0ec343d29641 242
ojan 20:00afba164688 243 /** データ処理関数
ojan 20:00afba164688 244 *
ojan 20:00afba164688 245 */
ojan 20:00afba164688 246 void DataProcessing()
ojan 20:00afba164688 247 {
ojan 20:00afba164688 248 gms.read(); // GPSデータ取得
ojan 20:00afba164688 249 UTC_t = (int)gms.time;
ojan 20:00afba164688 250
ojan 20:00afba164688 251 // 参照座標系の基底を求める
ojan 20:00afba164688 252 r_u = g;
ojan 20:00afba164688 253 r_f = geomag.GetPerpCompTo(g).Normalize();
ojan 20:00afba164688 254 r_l = Cross(r_u, r_f);
ojan 20:00afba164688 255
ojan 20:00afba164688 256 // 回転行列を経由してオイラー角を求める
ojan 20:00afba164688 257 // オイラー角はヨー・ピッチ・ロールの順に回転したものとする
ojan 20:00afba164688 258 // 各オイラー角を求めるのに回転行列の全成分は要らないので、一部だけ計算する。
ojan 20:00afba164688 259
ojan 20:00afba164688 260 float R_11 = r_f * b_f; // 回転行列の(1,1)成分
ojan 20:00afba164688 261 float R_12 = r_f * b_l; // 回転行列の(1,2)成分
ojan 20:00afba164688 262 float R_13 = r_f * b_u; // 回転行列の(1,3)成分
ojan 20:00afba164688 263 float R_23 = r_l * b_u; // 回転行列の(2,3)成分
ojan 20:00afba164688 264 float R_33 = r_u * b_u; // 回転行列の(3,3)成分
ojan 20:00afba164688 265
ojan 20:00afba164688 266 #ifdef RULE3
ojan 20:00afba164688 267 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION - Beta;
ojan 20:00afba164688 268 #else
ojan 20:00afba164688 269 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION;
ojan 20:00afba164688 270 #endif
ojan 20:00afba164688 271 roll = atan2(-R_23, R_33) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 272 pitch = asin(R_13) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 273
ojan 20:00afba164688 274 if(yaw < -180.0f) yaw += 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 275 if(yaw > 180.0f) yaw -= 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 276
ojan 20:00afba164688 277 if(UTC_t - pre_UTC_t >= 1) { // GPSデータが更新されていたら
ojan 20:00afba164688 278 p.SetComp(1, gms.longitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 279 p.SetComp(2, gms.latitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 280
ojan 20:00afba164688 281 } else { // 更新されていなかったら
ojan 20:00afba164688 282 // GPSの補完処理を追加予定
ojan 20:00afba164688 283 }
ojan 20:00afba164688 284
ojan 20:00afba164688 285 pre_p = p;
ojan 20:00afba164688 286 pre_UTC_t = UTC_t;
ojan 20:00afba164688 287
ojan 20:00afba164688 288
ojan 20:00afba164688 289 }
ojan 20:00afba164688 290
ojan 20:00afba164688 291 /** 制御ルーチン関数
ojan 20:00afba164688 292 *
ojan 20:00afba164688 293 */
ojan 20:00afba164688 294 void ControlRoutine()
ojan 20:00afba164688 295 {
ojan 20:00afba164688 296 switch(step) {
ojan 20:00afba164688 297
ojan 20:00afba164688 298 // 投下&安定滑空シーケンス
ojan 20:00afba164688 299 case 0:
ojan 20:00afba164688 300 if(Thrown() || count != 0) {
ojan 20:00afba164688 301 count++;
ojan 20:00afba164688 302 // 投下直後に紐を引く場合はコメントアウトをはずす
ojan 21:d417708e84a8 303 //pull_L = 15;
ojan 21:d417708e84a8 304 //pull_R = 15;
ojan 20:00afba164688 305 if(count >= WaitTime*5) {
ojan 20:00afba164688 306 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 307 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 308 step = 1;
ojan 20:00afba164688 309 }
ojan 20:00afba164688 310 }
ojan 20:00afba164688 311 break;
ojan 20:00afba164688 312
ojan 20:00afba164688 313 // 制御シーケンス
ojan 20:00afba164688 314 case 1:
ojan 20:00afba164688 315 if(fabs(roll) > BorderSpiral) {
ojan 20:00afba164688 316 // スパイラル回避行動
ojan 20:00afba164688 317 if(roll > 0) {
ojan 20:00afba164688 318 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 319 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 320 } else {
ojan 20:00afba164688 321 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 322 pull_R = PullMax;
ojan 20:00afba164688 323 }
ojan 20:00afba164688 324 } else {
ojan 20:00afba164688 325
ojan 20:00afba164688 326 /* いずれも地球を完全球体と仮定 */
ojan 20:00afba164688 327 float target_lng = target_x * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 328 float target_lat = target_y * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 329 /* 北から西回りで目標方向の角度を出力 */
ojan 20:00afba164688 330 float targetY = cos( target_lat ) * sin( target_lng - p.GetComp(1) );
ojan 20:00afba164688 331 float targetX = cos( p.GetComp(2) ) * sin( target_lat ) - sin( p.GetComp(2) ) * cos( target_lat ) * cos( target_lng - p.GetComp(1) );
ojan 20:00afba164688 332 float theta = -atan2f( targetY, targetX );
ojan 20:00afba164688 333 float delta_theta = 0.0f;
ojan 20:00afba164688 334
ojan 20:00afba164688 335 if(yaw >= 0.0f) { // ヨー角が正
ojan 20:00afba164688 336 if(theta >= 0.0f) { // 目標角も正ならば、
ojan 20:00afba164688 337 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 338 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 339 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 340 } else { // 目標角が負であれば
ojan 20:00afba164688 341 theta += 360.0f; // 360°足して正の値に変換してから
ojan 20:00afba164688 342 delta_theta = theta - yaw; // 差を取る（yawから左回りに見たthetaとの差分）
ojan 20:00afba164688 343 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 344 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 21:d417708e84a8 345 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 346 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 347 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 348 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 349 }
ojan 20:00afba164688 350 }
ojan 20:00afba164688 351 } else { // ヨー角が負
ojan 20:00afba164688 352 if(theta <= 0.0f) { // 目標角も負ならば、
ojan 20:00afba164688 353 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 354 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 355 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 356 } else { // 目標角が正であれば、
ojan 20:00afba164688 357 delta_theta = theta - yaw; // 差を取る（yawから左回りに見たthetaとの差分）
ojan 20:00afba164688 358 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 359 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 21:d417708e84a8 360 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 361 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 362 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 363 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 364 }
ojan 20:00afba164688 365 }
ojan 20:00afba164688 366 }
ojan 20:00afba164688 367
ojan 20:00afba164688 368 if(dir == 0) { //目標は左方向
ojan 20:00afba164688 369
ojan 20:00afba164688 370 pull_L = 20;
ojan 20:00afba164688 371 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 372
ojan 20:00afba164688 373 } else if (dir == 1) { //目標は右方向
ojan 20:00afba164688 374
ojan 20:00afba164688 375 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 376 pull_R = 20;
ojan 20:00afba164688 377
ojan 21:d417708e84a8 378 } else if (dir == 2) {
ojan 21:d417708e84a8 379 pull_L = 0;
ojan 21:d417708e84a8 380 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 381 }
ojan 20:00afba164688 382 }
ojan 20:00afba164688 383
ojan 20:00afba164688 384 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 385 // 目標地点との距離が閾値以下だった場合、落下シーケンスへと移行する
ojan 20:00afba164688 386 if(Distance(target_p, p) < BorderDistance) step = 2;
ojan 20:00afba164688 387 #endif
ojan 20:00afba164688 388
ojan 20:00afba164688 389 break;
ojan 20:00afba164688 390
ojan 20:00afba164688 391 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 392 // 落下シーケンス
ojan 20:00afba164688 393 case 2:
ojan 20:00afba164688 394 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 395 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 396
ojan 20:00afba164688 397 // もし落下中に目標値から離れてしまった場合は、体勢を立て直して再び滑空
ojan 20:00afba164688 398 // 境界で制御が不安定にならないよう閾値にマージンを取る
ojan 21:d417708e84a8 399 if(Distance(target_p, p) > BorderDistance+3.0f) step = 1;
ojan 20:00afba164688 400 break;
ojan 20:00afba164688 401 #endif
ojan 20:00afba164688 402 }
ojan 20:00afba164688 403 }
ojan 20:00afba164688 404
ojan 17:03b45055ca05 405 /** 各種ベクトルの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 406 *
ojan 17:03b45055ca05 407 */
ojan 20:00afba164688 408 void VectorsInit()
ojan 20:00afba164688 409 {
ojan 17:03b45055ca05 410 //重力ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 411 raw_g.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 412 raw_g.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 413 raw_g.SetComp(3, 1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 414
ojan 17:03b45055ca05 415 // 機体に固定されたベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 416 b_f.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 417 b_f.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 418 b_f.SetComp(3, -1.0f);
ojan 21:d417708e84a8 419 b_u.SetComp(1, -1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 420 b_u.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 421 b_u.SetComp(3, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 422 b_l = Cross(b_u, b_f);
ojan 20:00afba164688 423
ojan 17:03b45055ca05 424 // 目標座標をベクトルに代入
ojan 17:03b45055ca05 425 target_p.SetComp(1, target_x * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 426 target_p.SetComp(2, target_y * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 427 }
ojan 17:03b45055ca05 428
ojan 17:03b45055ca05 429 /** マイクロSDカードの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 430 *
ojan 17:03b45055ca05 431 */
ojan 21:d417708e84a8 432 bool SD_Init()
ojan 20:00afba164688 433 {
ojan 17:03b45055ca05 434 //SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 435 char filename[15];
ojan 17:03b45055ca05 436 int n = Find_last();
ojan 17:03b45055ca05 437 if(n < 0) {
ojan 17:03b45055ca05 438 pc.printf("Could not read a SD Card.\n");
ojan 21:d417708e84a8 439 return false;
ojan 17:03b45055ca05 440 }
ojan 17:03b45055ca05 441 sprintf(filename, "/sd/log%03d.csv", n+1);
ojan 17:03b45055ca05 442 fp = fopen(filename, "w");
ojan 17:03b45055ca05 443 fprintf(fp, "log data\r\n");
ojan 17:03b45055ca05 444 xbee.printf("log data\r\n");
ojan 21:d417708e84a8 445
ojan 21:d417708e84a8 446 return true;
ojan 17:03b45055ca05 447 }
ojan 17:03b45055ca05 448
ojan 17:03b45055ca05 449 /** コンフィグファイルを読み込む関数
ojan 17:03b45055ca05 450 *
ojan 17:03b45055ca05 451 */
ojan 21:d417708e84a8 452 bool LoadConfig()
ojan 15:d14d385d37e2 453 {
onaka 7:0ec343d29641 454 char value[20];
onaka 7:0ec343d29641 455 //Read a configuration file from a mbed.
ojan 15:d14d385d37e2 456 if (!cfg.read("/sd/config.txt")) {
onaka 7:0ec343d29641 457 pc.printf("Config file does not exist\n");
ojan 21:d417708e84a8 458 return false;
ojan 15:d14d385d37e2 459 } else {
onaka 7:0ec343d29641 460 //Get values
onaka 7:0ec343d29641 461 if (cfg.getValue("target_x", &value[0], sizeof(value))) target_x = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 462 else {
onaka 7:0ec343d29641 463 pc.printf("Failed to get value for target_x\n");
ojan 21:d417708e84a8 464 return false;
onaka 7:0ec343d29641 465 }
onaka 7:0ec343d29641 466 if (cfg.getValue("target_y", &value[0], sizeof(value))) target_y = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 467 else {
onaka 7:0ec343d29641 468 pc.printf("Failed to get value for target_y\n");
ojan 21:d417708e84a8 469 return false;
onaka 7:0ec343d29641 470 }
onaka 7:0ec343d29641 471 }
ojan 21:d417708e84a8 472 return true;
onaka 7:0ec343d29641 473 }
onaka 7:0ec343d29641 474
ojan 17:03b45055ca05 475 /** ログファイルの番号の最大値を得る関数
ojan 17:03b45055ca05 476 *
ojan 17:03b45055ca05 477 * @return マイクロSD内に存在するログファイル番号の最大値
ojan 17:03b45055ca05 478 */
ojan 15:d14d385d37e2 479 int Find_last()
ojan 15:d14d385d37e2 480 {
onaka 7:0ec343d29641 481 int i, n = 0;
onaka 7:0ec343d29641 482 char c;
onaka 7:0ec343d29641 483 DIR *dp;
onaka 7:0ec343d29641 484 struct dirent *dirst;
onaka 7:0ec343d29641 485 dp = opendir("/sd/");
ojan 15:d14d385d37e2 486 if (!dp) {
onaka 7:0ec343d29641 487 pc.printf("Could not open directry.\n");
onaka 7:0ec343d29641 488 return -1;
onaka 7:0ec343d29641 489 }
onaka 7:0ec343d29641 490 while((dirst = readdir(dp)) != NULL) {
onaka 7:0ec343d29641 491 if(sscanf(dirst->d_name, "log%03d.csv%c", &i, &c) == 1 && i>n) {
onaka 7:0ec343d29641 492 n = i;
onaka 7:0ec343d29641 493 }
onaka 7:0ec343d29641 494 }
onaka 7:0ec343d29641 495 closedir(dp);
onaka 7:0ec343d29641 496 return n;
ojan 0:bc6f14fc60c7 497 }
ojan 0:bc6f14fc60c7 498
ojan 17:03b45055ca05 499 /** カルマンフィルタの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 500 *
ojan 17:03b45055ca05 501 */
ojan 15:d14d385d37e2 502 void KalmanInit()
ojan 15:d14d385d37e2 503 {
ojan 11:083c8c9a5b84 504 // 重力
ojan 11:083c8c9a5b84 505 {
ojan 11:083c8c9a5b84 506 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 507 float alpha_R2 = 0.002f;
ojan 12:0d978eb4d639 508 float alpha_Q2 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 509 R2 *= alpha_R2;
ojan 11:083c8c9a5b84 510 Q2 *= alpha_Q2;
ojan 15:d14d385d37e2 511
ojan 13:df1e8a650185 512 // 観測方程式のヤコビアンの値を設定（時間変化無し）
ojan 13:df1e8a650185 513 float h2[15] = {
ojan 13:df1e8a650185 514 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 515 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 516 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 517 };
ojan 15:d14d385d37e2 518
ojan 13:df1e8a650185 519 H2.SetComps(h2);
ojan 11:083c8c9a5b84 520 }
ojan 15:d14d385d37e2 521
ojan 11:083c8c9a5b84 522 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 523 {
ojan 11:083c8c9a5b84 524 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 525 float alpha_R1 = 0.002f;
ojan 13:df1e8a650185 526 float alpha_Q1 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 527 R1 *= alpha_R1;
ojan 11:083c8c9a5b84 528 Q1 *= alpha_Q1;
ojan 15:d14d385d37e2 529
ojan 13:df1e8a650185 530 // 観測方程式のヤコビアンの値を設定（時間変化無し）
ojan 13:df1e8a650185 531 float h1[21] = {
ojan 13:df1e8a650185 532 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 533 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 534 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 535 };
ojan 15:d14d385d37e2 536
ojan 13:df1e8a650185 537 H1.SetComps(h1);
ojan 11:083c8c9a5b84 538 }
ojan 3:5358a691a100 539 }
ojan 3:5358a691a100 540
ojan 17:03b45055ca05 541 /** カルマンフィルタの更新を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 542 *
ojan 17:03b45055ca05 543 */
ojan 15:d14d385d37e2 544 void KalmanUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 545 {
ojan 13:df1e8a650185 546 // 重力
ojan 15:d14d385d37e2 547
ojan 11:083c8c9a5b84 548 {
ojan 13:df1e8a650185 549 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 550 float f2[25] = {
ojan 15:d14d385d37e2 551 1.0f, (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7))*dt, -(raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5))*dt, 0.0f, post_x2.GetComp(3)*dt,
ojan 15:d14d385d37e2 552 -(raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7))*dt, 1.0f, (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4))*dt, -post_x2.GetComp(3)*dt, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 553 (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5))*dt, -(raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4))*dt, 1.0f, post_x2.GetComp(2)*dt, -post_x2.GetComp(1)*dt,
ojan 15:d14d385d37e2 554 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 555 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 13:df1e8a650185 556 };
ojan 15:d14d385d37e2 557
ojan 13:df1e8a650185 558 F2.SetComps(f2);
ojan 15:d14d385d37e2 559
ojan 11:083c8c9a5b84 560 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 561 //pri_x2 = F2 * post_x2;
ojan 15:d14d385d37e2 562
ojan 13:df1e8a650185 563 float pri_x2_vals[5] = {
ojan 15:d14d385d37e2 564 post_x2.GetComp(1) + post_x2.GetComp(2) * (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7)) * dt - post_x2.GetComp(3) * (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 565 post_x2.GetComp(2) + post_x2.GetComp(3) * (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4)) * dt - post_x2.GetComp(1) * (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 566 post_x2.GetComp(3) + post_x2.GetComp(1) * (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5)) * dt - post_x2.GetComp(2) * (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 567 post_x2.GetComp(4),
ojan 13:df1e8a650185 568 post_x2.GetComp(5)
ojan 13:df1e8a650185 569 };
ojan 15:d14d385d37e2 570
ojan 13:df1e8a650185 571 pri_x2.SetComps(pri_x2_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 572
ojan 11:083c8c9a5b84 573 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 574 pri_P2 = F2 * post_P2 * F2.Transpose() + R2;
ojan 15:d14d385d37e2 575
ojan 11:083c8c9a5b84 576 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 577 S2 = Q2 + H2 * pri_P2 * H2.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 578 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 579 if((det = S2.Inverse(S_inv2)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 580 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 581 return; // 万が一、逆行列が見つからなかった場合は前回の推定値を保持して終了
ojan 11:083c8c9a5b84 582 }
ojan 15:d14d385d37e2 583 K2 = pri_P2 * H2.Transpose() * S_inv2;
ojan 15:d14d385d37e2 584
ojan 11:083c8c9a5b84 585 // 事後推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 586 post_x2 = pri_x2 + K2 * (raw_acc - H2 * pri_x2);
ojan 11:083c8c9a5b84 587 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 588 post_P2 = (I2 - K2 * H2) * pri_P2;
ojan 11:083c8c9a5b84 589 }
ojan 15:d14d385d37e2 590
ojan 15:d14d385d37e2 591
ojan 11:083c8c9a5b84 592 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 593 {
ojan 11:083c8c9a5b84 594 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 595 float f1[49] = {
ojan 15:d14d385d37e2 596 1.0f, (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7))*dt, -(raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5))*dt, 0.0f, 0.0f, 0.0f, -post_x1.GetComp(2) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 597 -(raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7))*dt, 1.0f, (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4))*dt, 0.0f, 0.0f, 0.0f, post_x1.GetComp(1) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 598 (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5))*dt, -(raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4))*dt, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 599 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 600 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 601 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 602 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 603 };
ojan 15:d14d385d37e2 604
ojan 13:df1e8a650185 605 F1.SetComps(f1);
ojan 15:d14d385d37e2 606
ojan 11:083c8c9a5b84 607 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 608 //pri_x1 = F1 * post_x1;
ojan 13:df1e8a650185 609 float pri_x1_vals[7] = {
ojan 15:d14d385d37e2 610 post_x1.GetComp(1) + post_x1.GetComp(2) * (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7)) * dt - post_x1.GetComp(3) * (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 611 post_x1.GetComp(2) + post_x1.GetComp(3) * (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4)) * dt - post_x1.GetComp(1) * (raw_gyro.GetComp(3) - post_x1.GetComp(7)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 612 post_x1.GetComp(3) + post_x1.GetComp(1) * (raw_gyro.GetComp(2) - post_x2.GetComp(5)) * dt - post_x1.GetComp(2) * (raw_gyro.GetComp(1) - post_x2.GetComp(4)) * dt,
ojan 15:d14d385d37e2 613 post_x1.GetComp(4),
ojan 15:d14d385d37e2 614 post_x1.GetComp(5),
ojan 15:d14d385d37e2 615 post_x1.GetComp(6),
ojan 13:df1e8a650185 616 post_x1.GetComp(7)
ojan 13:df1e8a650185 617 };
ojan 15:d14d385d37e2 618
ojan 13:df1e8a650185 619 pri_x1.SetComps(pri_x1_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 620
ojan 11:083c8c9a5b84 621 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 622 pri_P1 = F1 * post_P1 * F1.Transpose() + R1;
ojan 15:d14d385d37e2 623
ojan 11:083c8c9a5b84 624 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 625 S1 = Q1 + H1 * pri_P1 * H1.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 626 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 627 if((det = S1.Inverse(S_inv1)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 628 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 629 return; // 万が一、逆行列が見つからなかった場合は前回の推定値を保持して終了
ojan 11:083c8c9a5b84 630 }
ojan 15:d14d385d37e2 631 K1 = pri_P1 * H1.Transpose() * S_inv1;
ojan 15:d14d385d37e2 632
ojan 11:083c8c9a5b84 633 // 事後推定値の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 634 post_x1 = pri_x1 + K1 * (raw_geomag - H1 * pri_x1);
ojan 11:083c8c9a5b84 635 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 636 post_P1 = (I1 - K1 * H1) * pri_P1;
ojan 3:5358a691a100 637 }
ojan 3:5358a691a100 638 }
ojan 3:5358a691a100 639
ojan 17:03b45055ca05 640 /** GPS座標から距離を算出
ojan 17:03b45055ca05 641 * @param 座標1（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 642 * @param 座標2（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 643 *
ojan 17:03b45055ca05 644 * @return 2点間の距離（m）
ojan 17:03b45055ca05 645 */
ojan 15:d14d385d37e2 646 float Distance(Vector p1, Vector p2)
ojan 15:d14d385d37e2 647 {
ojan 9:6d4578dcc1ed 648 if(p1.GetDim() != p2.GetDim()) return 0.0f;
ojan 15:d14d385d37e2 649
ojan 21:d417708e84a8 650 float mu_y = (p1.GetComp(2) + p2.GetComp(2)) * 0.5f;
ojan 21:d417708e84a8 651 float s_mu_y = sin(mu_y);
ojan 21:d417708e84a8 652 float w = sqrt(1 - GPS_SQ_E * s_mu_y * s_mu_y);
ojan 21:d417708e84a8 653 float m = GPS_A * (1 - GPS_SQ_E) / (w * w * w);
ojan 21:d417708e84a8 654 float n = GPS_A / w;
ojan 21:d417708e84a8 655 float d1 = m * (p1.GetComp(2) - p2.GetComp(2));
ojan 21:d417708e84a8 656 float d2 = n * cos(mu_y) * (p1.GetComp(1) - p2.GetComp(1));
ojan 15:d14d385d37e2 657
ojan 9:6d4578dcc1ed 658 return sqrt(d1 * d1 + d2 * d2);
ojan 9:6d4578dcc1ed 659 }
ojan 9:6d4578dcc1ed 660
ojan 14:f85cb5340cb8 661 /** 投下を検知する関数
ojan 15:d14d385d37e2 662 *
ojan 14:f85cb5340cb8 663 * @return 投下されたかどうか（true=投下　false=未投下
ojan 15:d14d385d37e2 664 *
ojan 17:03b45055ca05 665 */
ojan 20:00afba164688 666 bool Thrown()
ojan 15:d14d385d37e2 667 {
ojan 14:f85cb5340cb8 668 static int opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 669 static int g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 670 static int para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 671
ojan 14:f85cb5340cb8 672 if(optSensor.read_u16() > BorderOpt) opt_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 673 else opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 674 if(vrt_acc < BorderGravity) g_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 675 else g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 676 if((int)paraSensor == BorderParafoil) para_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 677 else para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 678
ojan 14:f85cb5340cb8 679 if(opt_count >= MaxCount || g_count >= MaxCount || para_count >= MaxCount) {
ojan 14:f85cb5340cb8 680 return true;
ojan 14:f85cb5340cb8 681 }
ojan 15:d14d385d37e2 682
ojan 14:f85cb5340cb8 683 return false;
ojan 15:d14d385d37e2 684
ojan 14:f85cb5340cb8 685 }
ojan 14:f85cb5340cb8 686
ojan 20:00afba164688 687 /** データ取得＆更新関数
ojan 20:00afba164688 688 *
ojan 20:00afba164688 689 */
ojan 20:00afba164688 690 void DataUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 691 {
ojan 4:45dc5590abc0 692 // センサーの値を更新
ojan 4:45dc5590abc0 693 mpu.read();
ojan 4:45dc5590abc0 694 hmc.read();
ojan 15:d14d385d37e2 695
ojan 4:45dc5590abc0 696 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 4:45dc5590abc0 697 raw_acc.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.acc[i] * ACC_LSB_TO_G);
ojan 4:45dc5590abc0 698 raw_gyro.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.gyro[i] * GYRO_LSB_TO_DEG * DEG_TO_RAD);
ojan 4:45dc5590abc0 699 raw_geomag.SetComp(i+1, (float)hmc.data.value[i] * MAG_LSB_TO_GAUSS);
ojan 4:45dc5590abc0 700 }
ojan 15:d14d385d37e2 701
ojan 14:f85cb5340cb8 702 Vector delta_g = Cross(raw_gyro, raw_g); // Δg = ω × g
ojan 4:45dc5590abc0 703 raw_g = 0.9f * (raw_g - delta_g * dt) + 0.1f * raw_acc.Normalize(); // 相補フィルタ
ojan 4:45dc5590abc0 704 raw_g = raw_g.Normalize();
ojan 15:d14d385d37e2 705
ojan 4:45dc5590abc0 706 KalmanUpdate();
ojan 15:d14d385d37e2 707
ojan 4:45dc5590abc0 708 // LPS25Hによる気圧の取得は10Hz
ojan 4:45dc5590abc0 709 lps_cnt = (lps_cnt+1)%10;
ojan 4:45dc5590abc0 710 if(lps_cnt == 0) {
ojan 4:45dc5590abc0 711 raw_press = (float)lps.pressure() * PRES_LSB_TO_HPA;
ojan 4:45dc5590abc0 712 }
ojan 15:d14d385d37e2 713
ojan 4:45dc5590abc0 714 if(INT_flag != FALSE) {
ojan 4:45dc5590abc0 715 g = raw_g;
ojan 4:45dc5590abc0 716 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 11:083c8c9a5b84 717 geomag.SetComp(i+1, post_x1.GetComp(i+1));
ojan 4:45dc5590abc0 718 }
ojan 4:45dc5590abc0 719 acc = raw_acc;
ojan 4:45dc5590abc0 720 gyro = raw_gyro;
ojan 4:45dc5590abc0 721 press = raw_press;
ojan 15:d14d385d37e2 722
ojan 13:df1e8a650185 723 vrt_acc = raw_acc * raw_g;
ojan 15:d14d385d37e2 724
ojan 0:bc6f14fc60c7 725 }
ojan 3:5358a691a100 726 }
ojan 3:5358a691a100 727
ojan 20:00afba164688 728 /* ------------------------------ 割り込み関数 ------------------------------ */
ojan 20:00afba164688 729
ojan 14:f85cb5340cb8 730 /* ------------------------------ デバッグ用関数 ------------------------------ */
ojan 9:6d4578dcc1ed 731
ojan 15:d14d385d37e2 732 void toString(Matrix& m)
ojan 15:d14d385d37e2 733 {
ojan 15:d14d385d37e2 734
ojan 3:5358a691a100 735 for(int i=0; i<m.GetRow(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 736 for(int j=0; j<m.GetCol(); j++) {
ojan 3:5358a691a100 737 pc.printf("%.6f\t", m.GetComp(i+1, j+1));
ojan 3:5358a691a100 738 }
ojan 3:5358a691a100 739 pc.printf("\r\n");
ojan 3:5358a691a100 740 }
ojan 15:d14d385d37e2 741
ojan 3:5358a691a100 742 }
ojan 3:5358a691a100 743
ojan 15:d14d385d37e2 744 void toString(Vector& v)
ojan 15:d14d385d37e2 745 {
ojan 15:d14d385d37e2 746
ojan 3:5358a691a100 747 for(int i=0; i<v.GetDim(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 748 pc.printf("%.6f\t", v.GetComp(i+1));
ojan 3:5358a691a100 749 }
ojan 3:5358a691a100 750 pc.printf("\r\n");
ojan 15:d14d385d37e2 751
ojan 0:bc6f14fc60c7 752 }