hiroya taura / Mbed 2 deprecated LAURUS_program

MPU6050のサンプルプログラム２

Dependencies:   ConfigFile SDFileSystem mbed

Fork of LAURUS_program by LAURUS

main.cpp@20:00afba164688, 2015-06-22 (annotated)

Committer:
ojan
Date:
Mon Jun 22 18:17:16 2015 +0000
Revision:
20:00afba164688
Parent:
19:ad8ff2de68f5
Child:
21:d417708e84a8
LAURUS_Program_v2.2(beta); + some refactoring; + fix GPS bug

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 14:f85cb5340cb8 24 const float ServoMax = 0.0023f; // サーボの最大パルス長(s)
ojan 14:f85cb5340cb8 25 const float ServoMin = 0.0006f; // サーボの最小パルス長(s)
ojan 14:f85cb5340cb8 26 const float PullMax = 25.0f; // 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 20:00afba164688 51 //Serial xbee(PA_9, PA_10); // XBee
ojan 20:00afba164688 52 //DigitalIn cts(PC_1); // ctsピン
ojan 14:f85cb5340cb8 53 ConfigFile cfg; // ConfigFile
ojan 10:8ee11e412ad7 54 PwmOut servoL(PB_6), servoR(PC_7); // サーボ用PWM出力
ojan 14:f85cb5340cb8 55 AnalogIn optSensor(PC_0); // 照度センサ用アナログ入力
ojan 20:00afba164688 56 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 57 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 58 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 59 Ticker ticker; // 割り込みタイマー
ojan 14:f85cb5340cb8 60 Timer timer; // 時間計測用タイマー
ojan 0:bc6f14fc60c7 61
ojan 14:f85cb5340cb8 62 int lps_cnt = 0; // 気圧センサ読み取りカウント
ojan 8:602865d8fca3 63 uint8_t INT_flag = TRUE; // 割り込み可否フラグ
ojan 17:03b45055ca05 64 /* こちらの変数群はメインループでは参照しない */
ojan 14:f85cb5340cb8 65 Vector raw_acc(3); // 加速度(m/s^2) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 66 Vector raw_gyro(3); // 角速度(deg/s) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 67 Vector raw_geomag(3); // 地磁気(?) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 68 float raw_press; // 気圧(hPa) 生
ojan 17:03b45055ca05 69 /* メインループ内ではこちらを参照する */
ojan 14:f85cb5340cb8 70 Vector acc(3); // 加速度(m/s^2)
ojan 14:f85cb5340cb8 71 Vector gyro(3); // 角速度(deg/s)
ojan 14:f85cb5340cb8 72 Vector geomag(3); // 地磁気(?)
ojan 14:f85cb5340cb8 73 float press; // 気圧(hPa)
ojan 1:6cd6d2760856 74
ojan 14:f85cb5340cb8 75 Vector raw_g(3); // 重力ベクトル 生
ojan 14:f85cb5340cb8 76 Vector g(3); // 重力ベクトル
ojan 14:f85cb5340cb8 77 Vector target_p(2); // 目標情報（経度、緯度）（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 78 Vector p(2); // 位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 79 Vector pre_p(2); // 過去の位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 80 int UTC_t = 0; // UTC時刻
ojan 14:f85cb5340cb8 81 int pre_UTC_t = 0; // 前のUTC時刻
ojan 8:602865d8fca3 82
ojan 14:f85cb5340cb8 83 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 84 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 85 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 86
ojan 14:f85cb5340cb8 87 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 88 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 89 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 90
ojan 14:f85cb5340cb8 91 int pull_L = 0; // 左サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 14:f85cb5340cb8 92 int pull_R = 0; // 右サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 9:6d4578dcc1ed 93
ojan 14:f85cb5340cb8 94 float yaw = 0.0f; // 本体のヨー角（deg）z軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 95 float pitch = 0.0f; // 本体のピッチ角（deg）y軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 96 float roll = 0.0f; // 本体のロール角（deg）x軸周り
ojan 9:6d4578dcc1ed 97
ojan 14:f85cb5340cb8 98 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 99
ojan 14:f85cb5340cb8 100 int step = 0; // シーケンス制御のステップ
ojan 20:00afba164688 101 int count = 0; // 安定滑空までの時間測定用カウンター
ojan 14:f85cb5340cb8 102 int dir = 0; // 旋回方向（0：左　1：右）
ojan 20:00afba164688 103 char data[512] = {}; // 送信データ用配
ojan 20:00afba164688 104 int loopTime = 0; // 1ループに掛かる時間（デバッグ用
ojan 3:5358a691a100 105
onaka 7:0ec343d29641 106 /** config.txt **
ojan 15:d14d385d37e2 107 * #から始めるのはコメント行
onaka 7:0ec343d29641 108 * #イコールの前後に空白を入れない
onaka 7:0ec343d29641 109 * target_x=111.222
onaka 7:0ec343d29641 110 * target_y=33.444
onaka 7:0ec343d29641 111 */
onaka 7:0ec343d29641 112 float target_x, target_y;
onaka 7:0ec343d29641 113
ojan 14:f85cb5340cb8 114 /* ---------- Kalman Filter ---------- */
ojan 11:083c8c9a5b84 115 // 地磁気ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 116 // ジャイロのz軸周りのバイアスも推定
ojan 13:df1e8a650185 117 Vector pri_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 118 Matrix pri_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 119 Vector post_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 120 Matrix post_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 121 Matrix F1(7, 7), H1(3, 7);
ojan 13:df1e8a650185 122 Matrix R1(7, 7), Q1(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 123 Matrix I1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 124 Matrix K1(7, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 125 Matrix S1(3, 3), S_inv1(3, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 126
ojan 11:083c8c9a5b84 127 // 重力ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 128 // 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 129 Vector pri_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 130 Matrix pri_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 131 Vector post_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 132 Matrix post_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 133 Matrix F2(5, 5), H2(3, 5);
ojan 13:df1e8a650185 134 Matrix R2(5, 5), Q2(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 135 Matrix I2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 136 Matrix K2(5, 3);
ojan 13:df1e8a650185 137 Matrix S2(3, 3), S_inv2(3, 3);
ojan 14:f85cb5340cb8 138 /* ---------- ------------- ---------- */
ojan 3:5358a691a100 139
ojan 1:6cd6d2760856 140
ojan 14:f85cb5340cb8 141 /****************************** private functions ******************************/
ojan 17:03b45055ca05 142 void SD_Init(); // SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 143 void VectorsInit(); // 各種ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 144 void KalmanInit(); // カルマンフィルタ初期化
ojan 14:f85cb5340cb8 145 void LoadConfig(); // config読み取り
ojan 14:f85cb5340cb8 146 int Find_last(); // SDカード初期化用関数
ojan 20:00afba164688 147 void DataProcessing(); // データ処理関数
ojan 20:00afba164688 148 void ControlRoutine(); // 制御ルーチン関数
ojan 14:f85cb5340cb8 149 void KalmanUpdate(); // カルマンフィルタ更新
ojan 14:f85cb5340cb8 150 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 151 bool Thrown(); // 投下されたかどうかを判断する
ojan 20:00afba164688 152 void DataUpdate(); // データ取得&更新関数
ojan 14:f85cb5340cb8 153 void toString(Matrix& m); // デバッグ用
ojan 14:f85cb5340cb8 154 void toString(Vector& v); // デバッグ用
ojan 1:6cd6d2760856 155
ojan 15:d14d385d37e2 156 inline float min(float a, float b)
ojan 15:d14d385d37e2 157 {
ojan 14:f85cb5340cb8 158 return ((a > b) ? b : a);
ojan 14:f85cb5340cb8 159 }
ojan 14:f85cb5340cb8 160
ojan 14:f85cb5340cb8 161 /****************************** main function ******************************/
ojan 0:bc6f14fc60c7 162
ojan 15:d14d385d37e2 163 int main()
ojan 15:d14d385d37e2 164 {
ojan 15:d14d385d37e2 165
ojan 14:f85cb5340cb8 166 i2c.frequency(400000); // I2Cの通信速度を400kHzに設定
ojan 15:d14d385d37e2 167
ojan 0:bc6f14fc60c7 168 if(!mpu.init()) AbortWithMsg("mpu6050 Initialize Error !!"); // mpu6050初期化
ojan 0:bc6f14fc60c7 169 if(!hmc.init()) AbortWithMsg("hmc5883l Initialize Error !!"); // hmc5883l初期化
ojan 15:d14d385d37e2 170
onaka 7:0ec343d29641 171 //Config読み取り
onaka 7:0ec343d29641 172 LoadConfig();
ojan 15:d14d385d37e2 173
ojan 17:03b45055ca05 174 // SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 175 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 14:f85cb5340cb8 197 /******************************* データ処理 *******************************/
ojan 20:00afba164688 198 DataProcessing();
ojan 15:d14d385d37e2 199
ojan 14:f85cb5340cb8 200 /******************************* 制御ルーチン *******************************/
ojan 20:00afba164688 201 ControlRoutine();
ojan 15:d14d385d37e2 202
ojan 9:6d4578dcc1ed 203 myled = 0; // LED is OFF
ojan 15:d14d385d37e2 204
ojan 20:00afba164688 205 loopTime = timer.read_ms();
ojan 20:00afba164688 206
ojan 9:6d4578dcc1ed 207 // ループはきっかり0.2秒ごと
ojan 9:6d4578dcc1ed 208 while(timer.read_ms() < 200);
ojan 20:00afba164688 209
ojan 0:bc6f14fc60c7 210 }
ojan 15:d14d385d37e2 211
ojan 14:f85cb5340cb8 212 /* ------------------------------ ↑↑↑ ここまでメインループ ↑↑↑ ------------------------------ */
onaka 7:0ec343d29641 213 }
onaka 7:0ec343d29641 214
ojan 20:00afba164688 215 /** データ処理関数
ojan 20:00afba164688 216 *
ojan 20:00afba164688 217 */
ojan 20:00afba164688 218 void DataProcessing()
ojan 20:00afba164688 219 {
ojan 20:00afba164688 220 INT_flag = FALSE; // 割り込みによる変数書き換えを阻止
ojan 20:00afba164688 221 gms.read(); // GPSデータ取得
ojan 20:00afba164688 222 UTC_t = (int)gms.time;
ojan 20:00afba164688 223
ojan 20:00afba164688 224 // 参照座標系の基底を求める
ojan 20:00afba164688 225 r_u = g;
ojan 20:00afba164688 226 r_f = geomag.GetPerpCompTo(g).Normalize();
ojan 20:00afba164688 227 r_l = Cross(r_u, r_f);
ojan 20:00afba164688 228
ojan 20:00afba164688 229 // 回転行列を経由してオイラー角を求める
ojan 20:00afba164688 230 // 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 231 // 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 232
ojan 20:00afba164688 233 float R_11 = r_f * b_f; // 回転行列の(1,1)成分
ojan 20:00afba164688 234 float R_12 = r_f * b_l; // 回転行列の(1,2)成分
ojan 20:00afba164688 235 float R_13 = r_f * b_u; // 回転行列の(1,3)成分
ojan 20:00afba164688 236 float R_23 = r_l * b_u; // 回転行列の(2,3)成分
ojan 20:00afba164688 237 float R_33 = r_u * b_u; // 回転行列の(3,3)成分
ojan 20:00afba164688 238
ojan 20:00afba164688 239 #ifdef RULE3
ojan 20:00afba164688 240 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION - Beta;
ojan 20:00afba164688 241 #else
ojan 20:00afba164688 242 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION;
ojan 20:00afba164688 243 #endif
ojan 20:00afba164688 244 roll = atan2(-R_23, R_33) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 245 pitch = asin(R_13) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 246
ojan 20:00afba164688 247 if(yaw < -180.0f) yaw += 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 248 if(yaw > 180.0f) yaw -= 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 249
ojan 20:00afba164688 250 if(UTC_t - pre_UTC_t >= 1) { // GPSデータが更新されていたら
ojan 20:00afba164688 251 p.SetComp(1, gms.longitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 252 p.SetComp(2, gms.latitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 253
ojan 20:00afba164688 254 } else { // 更新されていなかったら
ojan 20:00afba164688 255 // GPSの補完処理を追加予定
ojan 20:00afba164688 256 }
ojan 20:00afba164688 257
ojan 20:00afba164688 258 pre_p = p;
ojan 20:00afba164688 259 pre_UTC_t = UTC_t;
ojan 20:00afba164688 260
ojan 20:00afba164688 261 float sv = (float)servoVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // サーボ電源電圧
ojan 20:00afba164688 262 float lv = (float)logicVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // ロジック電源電圧
ojan 20:00afba164688 263
ojan 20:00afba164688 264 // データをmicroSDに保存し、XBeeでPCへ送信する
ojan 20:00afba164688 265 sprintf(data, "%d, %.1f,%.1f,%.1f, %.3f,%.5f,%.5f, %.3f,%.3f,%d, %.3f,%d\r\n",
ojan 20:00afba164688 266 UTC_t, yaw, pitch, roll,
ojan 20:00afba164688 267 press, gms.longitude, gms.latitude,
ojan 20:00afba164688 268 lv, vrt_acc, loopTime,
ojan 20:00afba164688 269 Distance(target_p, p), optSensor.read_u16());
ojan 20:00afba164688 270 fprintf(fp, data);
ojan 20:00afba164688 271 fflush(fp);
ojan 20:00afba164688 272 xbee.printf(data);
ojan 20:00afba164688 273 /*
ojan 20:00afba164688 274 int dataLength = strlen(data);
ojan 20:00afba164688 275 for(int i=0; i<dataLength; i++) {
ojan 20:00afba164688 276 while(cts);
ojan 20:00afba164688 277 xbee.putc(data[i]);
ojan 20:00afba164688 278 }
ojan 20:00afba164688 279 */
ojan 20:00afba164688 280 INT_flag = TRUE; // 割り込み許可
ojan 20:00afba164688 281
ojan 20:00afba164688 282 }
ojan 20:00afba164688 283
ojan 20:00afba164688 284 /** 制御ルーチン関数
ojan 20:00afba164688 285 *
ojan 20:00afba164688 286 */
ojan 20:00afba164688 287 void ControlRoutine()
ojan 20:00afba164688 288 {
ojan 20:00afba164688 289 switch(step) {
ojan 20:00afba164688 290
ojan 20:00afba164688 291 // 投下&安定滑空シーケンス
ojan 20:00afba164688 292 case 0:
ojan 20:00afba164688 293 if(Thrown() || count != 0) {
ojan 20:00afba164688 294 count++;
ojan 20:00afba164688 295 // 投下直後に紐を引く場合はコメントアウトをはずす
ojan 20:00afba164688 296 // pull_L = 15;
ojan 20:00afba164688 297 // pull_R = 15;
ojan 20:00afba164688 298 if(count >= WaitTime*5) {
ojan 20:00afba164688 299 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 300 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 301 step = 1;
ojan 20:00afba164688 302 }
ojan 20:00afba164688 303 }
ojan 20:00afba164688 304 break;
ojan 20:00afba164688 305
ojan 20:00afba164688 306 // 制御シーケンス
ojan 20:00afba164688 307 case 1:
ojan 20:00afba164688 308 if(fabs(roll) > BorderSpiral) {
ojan 20:00afba164688 309 // スパイラル回避行動
ojan 20:00afba164688 310 if(roll > 0) {
ojan 20:00afba164688 311 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 312 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 313 } else {
ojan 20:00afba164688 314 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 315 pull_R = PullMax;
ojan 20:00afba164688 316 }
ojan 20:00afba164688 317 } else {
ojan 20:00afba164688 318
ojan 20:00afba164688 319 /* いずれも地球を完全球体と仮定 */
ojan 20:00afba164688 320 float target_lng = target_x * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 321 float target_lat = target_y * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 322 /* 北から西回りで目標方向の角度を出力 */
ojan 20:00afba164688 323 float targetY = cos( target_lat ) * sin( target_lng - p.GetComp(1) );
ojan 20:00afba164688 324 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 325 float theta = -atan2f( targetY, targetX );
ojan 20:00afba164688 326 float delta_theta = 0.0f;
ojan 20:00afba164688 327
ojan 20:00afba164688 328 if(yaw >= 0.0f) { // ヨー角が正
ojan 20:00afba164688 329 if(theta >= 0.0f) { // 目標角も正ならば、
ojan 20:00afba164688 330 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 331 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 20:00afba164688 332 } else { // 目標角が負であれば
ojan 20:00afba164688 333 theta += 360.0f; // 360°足して正の値に変換してから
ojan 20:00afba164688 334 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 335 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 336 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 20:00afba164688 337 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 338 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 20:00afba164688 339 }
ojan 20:00afba164688 340 }
ojan 20:00afba164688 341 } else { // ヨー角が負
ojan 20:00afba164688 342 if(theta <= 0.0f) { // 目標角も負ならば、
ojan 20:00afba164688 343 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 344 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 20:00afba164688 345 } else { // 目標角が正であれば、
ojan 20:00afba164688 346 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 347 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 348 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 20:00afba164688 349 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 350 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 20:00afba164688 351 }
ojan 20:00afba164688 352 }
ojan 20:00afba164688 353 }
ojan 20:00afba164688 354
ojan 20:00afba164688 355 if(dir == 0) { //目標は左方向
ojan 20:00afba164688 356
ojan 20:00afba164688 357 pull_L = 20;
ojan 20:00afba164688 358 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 359
ojan 20:00afba164688 360 } else if (dir == 1) { //目標は右方向
ojan 20:00afba164688 361
ojan 20:00afba164688 362 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 363 pull_R = 20;
ojan 20:00afba164688 364
ojan 20:00afba164688 365 }
ojan 20:00afba164688 366 }
ojan 20:00afba164688 367
ojan 20:00afba164688 368 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 369 // 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 370 if(Distance(target_p, p) < BorderDistance) step = 2;
ojan 20:00afba164688 371 #endif
ojan 20:00afba164688 372
ojan 20:00afba164688 373 break;
ojan 20:00afba164688 374
ojan 20:00afba164688 375 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 376 // 落下シーケンス
ojan 20:00afba164688 377 case 2:
ojan 20:00afba164688 378 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 379 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 380
ojan 20:00afba164688 381 // 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 382 // 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 20:00afba164688 383 if(Distance(target_p, p) > BorderDistance+5.0f) step = 1;
ojan 20:00afba164688 384 break;
ojan 20:00afba164688 385 #endif
ojan 20:00afba164688 386 }
ojan 20:00afba164688 387
ojan 20:00afba164688 388 // 指定された引っ張り量だけ紐を引っ張る
ojan 20:00afba164688 389 if(pull_L < 0) pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 390 else if(pull_L > PullMax) pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 391 if(pull_R < 0) pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 392 else if(pull_R > PullMax) pull_R = PullMax;
ojan 20:00afba164688 393
ojan 20:00afba164688 394 servoL.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_L / PullMax + ServoMin);
ojan 20:00afba164688 395 servoR.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_R / PullMax + ServoMin);
ojan 20:00afba164688 396 }
ojan 20:00afba164688 397
ojan 17:03b45055ca05 398 /** 各種ベクトルの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 399 *
ojan 17:03b45055ca05 400 */
ojan 20:00afba164688 401 void VectorsInit()
ojan 20:00afba164688 402 {
ojan 17:03b45055ca05 403 //重力ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 404 raw_g.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 405 raw_g.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 406 raw_g.SetComp(3, 1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 407
ojan 17:03b45055ca05 408 // 機体に固定されたベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 409 b_f.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 410 b_f.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 411 b_f.SetComp(3, -1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 412 b_u.SetComp(1, 1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 413 b_u.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 414 b_u.SetComp(3, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 415 b_l = Cross(b_u, b_f);
ojan 20:00afba164688 416
ojan 17:03b45055ca05 417 // 目標座標をベクトルに代入
ojan 17:03b45055ca05 418 target_p.SetComp(1, target_x * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 419 target_p.SetComp(2, target_y * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 420 }
ojan 17:03b45055ca05 421
ojan 17:03b45055ca05 422 /** マイクロSDカードの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 423 *
ojan 17:03b45055ca05 424 */
ojan 20:00afba164688 425 void SD_Init()
ojan 20:00afba164688 426 {
ojan 17:03b45055ca05 427 //SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 428 char filename[15];
ojan 17:03b45055ca05 429 int n = Find_last();
ojan 17:03b45055ca05 430 if(n < 0) {
ojan 17:03b45055ca05 431 pc.printf("Could not read a SD Card.\n");
ojan 19:ad8ff2de68f5 432 return;
ojan 17:03b45055ca05 433 }
ojan 17:03b45055ca05 434 sprintf(filename, "/sd/log%03d.csv", n+1);
ojan 17:03b45055ca05 435 fp = fopen(filename, "w");
ojan 17:03b45055ca05 436 fprintf(fp, "log data\r\n");
ojan 17:03b45055ca05 437 xbee.printf("log data\r\n");
ojan 17:03b45055ca05 438 }
ojan 17:03b45055ca05 439
ojan 17:03b45055ca05 440 /** コンフィグファイルを読み込む関数
ojan 17:03b45055ca05 441 *
ojan 17:03b45055ca05 442 */
ojan 15:d14d385d37e2 443 void LoadConfig()
ojan 15:d14d385d37e2 444 {
onaka 7:0ec343d29641 445 char value[20];
onaka 7:0ec343d29641 446 //Read a configuration file from a mbed.
ojan 15:d14d385d37e2 447 if (!cfg.read("/sd/config.txt")) {
onaka 7:0ec343d29641 448 pc.printf("Config file does not exist\n");
ojan 15:d14d385d37e2 449 } else {
onaka 7:0ec343d29641 450 //Get values
onaka 7:0ec343d29641 451 if (cfg.getValue("target_x", &value[0], sizeof(value))) target_x = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 452 else {
onaka 7:0ec343d29641 453 pc.printf("Failed to get value for target_x\n");
onaka 7:0ec343d29641 454 }
onaka 7:0ec343d29641 455 if (cfg.getValue("target_y", &value[0], sizeof(value))) target_y = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 456 else {
onaka 7:0ec343d29641 457 pc.printf("Failed to get value for target_y\n");
onaka 7:0ec343d29641 458 }
onaka 7:0ec343d29641 459 }
onaka 7:0ec343d29641 460 }
onaka 7:0ec343d29641 461
ojan 17:03b45055ca05 462 /** ログファイルの番号の最大値を得る関数
ojan 17:03b45055ca05 463 *
ojan 17:03b45055ca05 464 * @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 465 */
ojan 15:d14d385d37e2 466 int Find_last()
ojan 15:d14d385d37e2 467 {
onaka 7:0ec343d29641 468 int i, n = 0;
onaka 7:0ec343d29641 469 char c;
onaka 7:0ec343d29641 470 DIR *dp;
onaka 7:0ec343d29641 471 struct dirent *dirst;
onaka 7:0ec343d29641 472 dp = opendir("/sd/");
ojan 15:d14d385d37e2 473 if (!dp) {
onaka 7:0ec343d29641 474 pc.printf("Could not open directry.\n");
onaka 7:0ec343d29641 475 return -1;
onaka 7:0ec343d29641 476 }
onaka 7:0ec343d29641 477 while((dirst = readdir(dp)) != NULL) {
onaka 7:0ec343d29641 478 if(sscanf(dirst->d_name, "log%03d.csv%c", &i, &c) == 1 && i>n) {
onaka 7:0ec343d29641 479 n = i;
onaka 7:0ec343d29641 480 }
onaka 7:0ec343d29641 481 }
onaka 7:0ec343d29641 482 closedir(dp);
onaka 7:0ec343d29641 483 return n;
ojan 0:bc6f14fc60c7 484 }
ojan 0:bc6f14fc60c7 485
ojan 17:03b45055ca05 486 /** カルマンフィルタの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 487 *
ojan 17:03b45055ca05 488 */
ojan 15:d14d385d37e2 489 void KalmanInit()
ojan 15:d14d385d37e2 490 {
ojan 11:083c8c9a5b84 491 // 重力
ojan 11:083c8c9a5b84 492 {
ojan 11:083c8c9a5b84 493 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 494 float alpha_R2 = 0.002f;
ojan 12:0d978eb4d639 495 float alpha_Q2 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 496 R2 *= alpha_R2;
ojan 11:083c8c9a5b84 497 Q2 *= alpha_Q2;
ojan 15:d14d385d37e2 498
ojan 13:df1e8a650185 499 // 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 500 float h2[15] = {
ojan 13:df1e8a650185 501 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 502 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 503 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 504 };
ojan 15:d14d385d37e2 505
ojan 13:df1e8a650185 506 H2.SetComps(h2);
ojan 11:083c8c9a5b84 507 }
ojan 15:d14d385d37e2 508
ojan 11:083c8c9a5b84 509 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 510 {
ojan 11:083c8c9a5b84 511 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 512 float alpha_R1 = 0.002f;
ojan 13:df1e8a650185 513 float alpha_Q1 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 514 R1 *= alpha_R1;
ojan 11:083c8c9a5b84 515 Q1 *= alpha_Q1;
ojan 15:d14d385d37e2 516
ojan 13:df1e8a650185 517 // 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 518 float h1[21] = {
ojan 13:df1e8a650185 519 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 520 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 521 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 522 };
ojan 15:d14d385d37e2 523
ojan 13:df1e8a650185 524 H1.SetComps(h1);
ojan 11:083c8c9a5b84 525 }
ojan 3:5358a691a100 526 }
ojan 3:5358a691a100 527
ojan 17:03b45055ca05 528 /** カルマンフィルタの更新を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 529 *
ojan 17:03b45055ca05 530 */
ojan 15:d14d385d37e2 531 void KalmanUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 532 {
ojan 13:df1e8a650185 533 // 重力
ojan 15:d14d385d37e2 534
ojan 11:083c8c9a5b84 535 {
ojan 13:df1e8a650185 536 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 537 float f2[25] = {
ojan 15:d14d385d37e2 538 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 539 -(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 540 (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 541 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 542 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 13:df1e8a650185 543 };
ojan 15:d14d385d37e2 544
ojan 13:df1e8a650185 545 F2.SetComps(f2);
ojan 15:d14d385d37e2 546
ojan 11:083c8c9a5b84 547 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 548 //pri_x2 = F2 * post_x2;
ojan 15:d14d385d37e2 549
ojan 13:df1e8a650185 550 float pri_x2_vals[5] = {
ojan 15:d14d385d37e2 551 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 552 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 553 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 554 post_x2.GetComp(4),
ojan 13:df1e8a650185 555 post_x2.GetComp(5)
ojan 13:df1e8a650185 556 };
ojan 15:d14d385d37e2 557
ojan 13:df1e8a650185 558 pri_x2.SetComps(pri_x2_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 559
ojan 11:083c8c9a5b84 560 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 561 pri_P2 = F2 * post_P2 * F2.Transpose() + R2;
ojan 15:d14d385d37e2 562
ojan 11:083c8c9a5b84 563 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 564 S2 = Q2 + H2 * pri_P2 * H2.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 565 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 566 if((det = S2.Inverse(S_inv2)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 567 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 568 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 569 }
ojan 15:d14d385d37e2 570 K2 = pri_P2 * H2.Transpose() * S_inv2;
ojan 15:d14d385d37e2 571
ojan 11:083c8c9a5b84 572 // 事後推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 573 post_x2 = pri_x2 + K2 * (raw_acc - H2 * pri_x2);
ojan 11:083c8c9a5b84 574 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 575 post_P2 = (I2 - K2 * H2) * pri_P2;
ojan 11:083c8c9a5b84 576 }
ojan 15:d14d385d37e2 577
ojan 15:d14d385d37e2 578
ojan 11:083c8c9a5b84 579 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 580 {
ojan 11:083c8c9a5b84 581 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 582 float f1[49] = {
ojan 15:d14d385d37e2 583 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 584 -(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 585 (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 586 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 587 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 588 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 589 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 590 };
ojan 15:d14d385d37e2 591
ojan 13:df1e8a650185 592 F1.SetComps(f1);
ojan 15:d14d385d37e2 593
ojan 11:083c8c9a5b84 594 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 595 //pri_x1 = F1 * post_x1;
ojan 13:df1e8a650185 596 float pri_x1_vals[7] = {
ojan 15:d14d385d37e2 597 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 598 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 599 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 600 post_x1.GetComp(4),
ojan 15:d14d385d37e2 601 post_x1.GetComp(5),
ojan 15:d14d385d37e2 602 post_x1.GetComp(6),
ojan 13:df1e8a650185 603 post_x1.GetComp(7)
ojan 13:df1e8a650185 604 };
ojan 15:d14d385d37e2 605
ojan 13:df1e8a650185 606 pri_x1.SetComps(pri_x1_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 607
ojan 11:083c8c9a5b84 608 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 609 pri_P1 = F1 * post_P1 * F1.Transpose() + R1;
ojan 15:d14d385d37e2 610
ojan 11:083c8c9a5b84 611 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 612 S1 = Q1 + H1 * pri_P1 * H1.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 613 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 614 if((det = S1.Inverse(S_inv1)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 615 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 616 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 617 }
ojan 15:d14d385d37e2 618 K1 = pri_P1 * H1.Transpose() * S_inv1;
ojan 15:d14d385d37e2 619
ojan 11:083c8c9a5b84 620 // 事後推定値の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 621 post_x1 = pri_x1 + K1 * (raw_geomag - H1 * pri_x1);
ojan 11:083c8c9a5b84 622 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 623 post_P1 = (I1 - K1 * H1) * pri_P1;
ojan 3:5358a691a100 624 }
ojan 3:5358a691a100 625 }
ojan 3:5358a691a100 626
ojan 17:03b45055ca05 627 /** GPS座標から距離を算出
ojan 17:03b45055ca05 628 * @param 座標1（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 629 * @param 座標2（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 630 *
ojan 17:03b45055ca05 631 * @return 2点間の距離（m）
ojan 17:03b45055ca05 632 */
ojan 15:d14d385d37e2 633 float Distance(Vector p1, Vector p2)
ojan 15:d14d385d37e2 634 {
ojan 9:6d4578dcc1ed 635 if(p1.GetDim() != p2.GetDim()) return 0.0f;
ojan 15:d14d385d37e2 636
ojan 13:df1e8a650185 637 static float mu_y = (p1.GetComp(2) + p2.GetComp(2)) * 0.5f;
ojan 13:df1e8a650185 638 static float s_mu_y = sin(mu_y);
ojan 13:df1e8a650185 639 static float w = sqrt(1 - GPS_SQ_E * s_mu_y * s_mu_y);
ojan 13:df1e8a650185 640 static float m = GPS_A * (1 - GPS_SQ_E) / (w * w * w);
ojan 13:df1e8a650185 641 static float n = GPS_A / w;
ojan 13:df1e8a650185 642 static float d1 = m * (p1.GetComp(2) - p2.GetComp(2));
ojan 13:df1e8a650185 643 static float d2 = n * cos(mu_y) * (p1.GetComp(1) - p2.GetComp(1));
ojan 15:d14d385d37e2 644
ojan 9:6d4578dcc1ed 645 return sqrt(d1 * d1 + d2 * d2);
ojan 9:6d4578dcc1ed 646 }
ojan 9:6d4578dcc1ed 647
ojan 14:f85cb5340cb8 648 /** 投下を検知する関数
ojan 15:d14d385d37e2 649 *
ojan 14:f85cb5340cb8 650 * @return 投下されたかどうか（true=投下　false=未投下
ojan 15:d14d385d37e2 651 *
ojan 17:03b45055ca05 652 */
ojan 20:00afba164688 653 bool Thrown()
ojan 15:d14d385d37e2 654 {
ojan 14:f85cb5340cb8 655 static int opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 656 static int g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 657 static int para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 658
ojan 14:f85cb5340cb8 659 if(optSensor.read_u16() > BorderOpt) opt_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 660 else opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 661 if(vrt_acc < BorderGravity) g_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 662 else g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 663 if((int)paraSensor == BorderParafoil) para_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 664 else para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 665
ojan 14:f85cb5340cb8 666 if(opt_count >= MaxCount || g_count >= MaxCount || para_count >= MaxCount) {
ojan 14:f85cb5340cb8 667 return true;
ojan 14:f85cb5340cb8 668 }
ojan 15:d14d385d37e2 669
ojan 14:f85cb5340cb8 670 return false;
ojan 15:d14d385d37e2 671
ojan 14:f85cb5340cb8 672 }
ojan 14:f85cb5340cb8 673
ojan 20:00afba164688 674 /** データ取得＆更新関数
ojan 20:00afba164688 675 *
ojan 20:00afba164688 676 */
ojan 20:00afba164688 677 void DataUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 678 {
ojan 4:45dc5590abc0 679 // センサーの値を更新
ojan 4:45dc5590abc0 680 mpu.read();
ojan 4:45dc5590abc0 681 hmc.read();
ojan 15:d14d385d37e2 682
ojan 4:45dc5590abc0 683 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 4:45dc5590abc0 684 raw_acc.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.acc[i] * ACC_LSB_TO_G);
ojan 4:45dc5590abc0 685 raw_gyro.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.gyro[i] * GYRO_LSB_TO_DEG * DEG_TO_RAD);
ojan 4:45dc5590abc0 686 raw_geomag.SetComp(i+1, (float)hmc.data.value[i] * MAG_LSB_TO_GAUSS);
ojan 4:45dc5590abc0 687 }
ojan 15:d14d385d37e2 688
ojan 14:f85cb5340cb8 689 Vector delta_g = Cross(raw_gyro, raw_g); // Δg = ω × g
ojan 4:45dc5590abc0 690 raw_g = 0.9f * (raw_g - delta_g * dt) + 0.1f * raw_acc.Normalize(); // 相補フィルタ
ojan 4:45dc5590abc0 691 raw_g = raw_g.Normalize();
ojan 15:d14d385d37e2 692
ojan 4:45dc5590abc0 693 KalmanUpdate();
ojan 15:d14d385d37e2 694
ojan 4:45dc5590abc0 695 // LPS25Hによる気圧の取得は10Hz
ojan 4:45dc5590abc0 696 lps_cnt = (lps_cnt+1)%10;
ojan 4:45dc5590abc0 697 if(lps_cnt == 0) {
ojan 4:45dc5590abc0 698 raw_press = (float)lps.pressure() * PRES_LSB_TO_HPA;
ojan 4:45dc5590abc0 699 }
ojan 15:d14d385d37e2 700
ojan 4:45dc5590abc0 701 if(INT_flag != FALSE) {
ojan 4:45dc5590abc0 702 g = raw_g;
ojan 4:45dc5590abc0 703 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 11:083c8c9a5b84 704 geomag.SetComp(i+1, post_x1.GetComp(i+1));
ojan 4:45dc5590abc0 705 }
ojan 4:45dc5590abc0 706 acc = raw_acc;
ojan 4:45dc5590abc0 707 gyro = raw_gyro;
ojan 4:45dc5590abc0 708 press = raw_press;
ojan 15:d14d385d37e2 709
ojan 13:df1e8a650185 710 vrt_acc = raw_acc * raw_g;
ojan 15:d14d385d37e2 711
ojan 0:bc6f14fc60c7 712 }
ojan 3:5358a691a100 713 }
ojan 3:5358a691a100 714
ojan 20:00afba164688 715 /* ------------------------------ 割り込み関数 ------------------------------ */
ojan 20:00afba164688 716
ojan 14:f85cb5340cb8 717 /* ------------------------------ デバッグ用関数 ------------------------------ */
ojan 9:6d4578dcc1ed 718
ojan 15:d14d385d37e2 719 void toString(Matrix& m)
ojan 15:d14d385d37e2 720 {
ojan 15:d14d385d37e2 721
ojan 3:5358a691a100 722 for(int i=0; i<m.GetRow(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 723 for(int j=0; j<m.GetCol(); j++) {
ojan 3:5358a691a100 724 pc.printf("%.6f\t", m.GetComp(i+1, j+1));
ojan 3:5358a691a100 725 }
ojan 3:5358a691a100 726 pc.printf("\r\n");
ojan 3:5358a691a100 727 }
ojan 15:d14d385d37e2 728
ojan 3:5358a691a100 729 }
ojan 3:5358a691a100 730
ojan 15:d14d385d37e2 731 void toString(Vector& v)
ojan 15:d14d385d37e2 732 {
ojan 15:d14d385d37e2 733
ojan 3:5358a691a100 734 for(int i=0; i<v.GetDim(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 735 pc.printf("%.6f\t", v.GetComp(i+1));
ojan 3:5358a691a100 736 }
ojan 3:5358a691a100 737 pc.printf("\r\n");
ojan 15:d14d385d37e2 738
ojan 0:bc6f14fc60c7 739 }