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@23:79cdc1432160, 2015-06-24 (annotated)

Committer:
ojan
Date:
Wed Jun 24 16:16:14 2015 +0000
Revision:
23:79cdc1432160
Parent:
22:3caa2983bf1d
Child:
24:8838be99cec3
bug in SD and xbee

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 "Vector.h"
ojan 3:5358a691a100 7 #include "Matrix.h"
ojan 3:5358a691a100 8 #include "Vector_Matrix_operator.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 9 #include "myConstants.h"
onaka 7:0ec343d29641 10 #include "SDFileSystem.h"
onaka 7:0ec343d29641 11 #include "BufferedSerial.h"
onaka 7:0ec343d29641 12 #include "ConfigFile.h"
ojan 0:bc6f14fc60c7 13
ojan 14:f85cb5340cb8 14 /****************************** private define ******************************/
ojan 0:bc6f14fc60c7 15 #define TRUE 1
ojan 0:bc6f14fc60c7 16 #define FALSE 0
ojan 8:602865d8fca3 17
ojan 15:d14d385d37e2 18 #define RULE1
ojan 15:d14d385d37e2 19 //#define RULE2
ojan 15:d14d385d37e2 20 //#define RULE3
ojan 15:d14d385d37e2 21
ojan 14:f85cb5340cb8 22 const float dt = 0.01f; // 割り込み周期(s)
ojan 21:d417708e84a8 23 const float ServoMax = 0.0046f; // サーボの最大パルス長(s)
ojan 21:d417708e84a8 24 const float ServoMin = 0.0012f; // サーボの最小パルス長(s)
ojan 21:d417708e84a8 25 const float PullMax = 25; // 引っ張れる紐の最大量(mm)
ojan 14:f85cb5340cb8 26 const float BorderSpiral = 40.0f; // スパイラル検知角度
ojan 14:f85cb5340cb8 27 const short BorderOpt = 30000; // 光センサーの閾値
ojan 14:f85cb5340cb8 28 const float BorderGravity = 0.3f; // 無重力状態の閾値
ojan 14:f85cb5340cb8 29 const int BorderParafoil = 0; // 物理スイッチのOFF出力
ojan 14:f85cb5340cb8 30 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 31 const int WaitTime = 1; // 投下後、安定するまで何秒滑空するか
ojan 15:d14d385d37e2 32 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 33 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 34 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 35
ojan 14:f85cb5340cb8 36 /****************************** private macro ******************************/
ojan 14:f85cb5340cb8 37 /****************************** private typedef ******************************/
ojan 14:f85cb5340cb8 38 /****************************** private variables ******************************/
ojan 10:8ee11e412ad7 39 DigitalOut myled(LED1); // デバッグ用LEDのためのデジタル出力
ojan 10:8ee11e412ad7 40 I2C i2c(PB_9, PB_8); // I2Cポート
ojan 10:8ee11e412ad7 41 MPU6050 mpu(&i2c); // 加速度・角速度センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 42 HMC5883L hmc(&i2c); // 地磁気センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 43 LPS25H lps(&i2c); // 気圧センサ
ojan 10:8ee11e412ad7 44 Serial gps(PA_11, PA_12); // GPS通信用シリアルポート
ojan 10:8ee11e412ad7 45 Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX); // PC通信用シリアルポート
ojan 10:8ee11e412ad7 46 GMS6_CR6 gms(&gps, &pc); // GPS
onaka 7:0ec343d29641 47 SDFileSystem sd(PB_5, PB_4, PB_3, PB_10, "sd"); // microSD
ojan 19:ad8ff2de68f5 48 FILE * fp; // ログファイルのポインタ
onaka 7:0ec343d29641 49 BufferedSerial xbee(PA_9, PA_10, PC_1); // Xbee
ojan 14:f85cb5340cb8 50 ConfigFile cfg; // ConfigFile
ojan 10:8ee11e412ad7 51 PwmOut servoL(PB_6), servoR(PC_7); // サーボ用PWM出力
ojan 14:f85cb5340cb8 52 AnalogIn optSensor(PC_0); // 照度センサ用アナログ入力
ojan 23:79cdc1432160 53 AnalogIn servoVcc(PA_1); // バッテリー電圧監視用アナログ入力(サーボ用)
ojan 23:79cdc1432160 54 AnalogIn logicVcc(PA_0); // バッテリー電圧監視用アナログ入力(ロジック用)
ojan 14:f85cb5340cb8 55 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 56 Ticker ticker; // 割り込みタイマー
ojan 14:f85cb5340cb8 57 Timer timer; // 時間計測用タイマー
ojan 0:bc6f14fc60c7 58
ojan 14:f85cb5340cb8 59 int lps_cnt = 0; // 気圧センサ読み取りカウント
ojan 8:602865d8fca3 60 uint8_t INT_flag = TRUE; // 割り込み可否フラグ
ojan 17:03b45055ca05 61 /* こちらの変数群はメインループでは参照しない */
ojan 14:f85cb5340cb8 62 Vector raw_acc(3); // 加速度(m/s^2) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 63 Vector raw_gyro(3); // 角速度(deg/s) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 64 Vector raw_geomag(3); // 地磁気(?) 生
ojan 14:f85cb5340cb8 65 float raw_press; // 気圧(hPa) 生
ojan 23:79cdc1432160 66 float raw_temp; // 温度(℃)　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 23:79cdc1432160 72 float temp; // 温度(℃)
ojan 1:6cd6d2760856 73
ojan 14:f85cb5340cb8 74 Vector raw_g(3); // 重力ベクトル 生
ojan 14:f85cb5340cb8 75 Vector g(3); // 重力ベクトル
ojan 14:f85cb5340cb8 76 Vector target_p(2); // 目標情報（経度、緯度）（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 77 Vector p(2); // 位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 78 Vector pre_p(2); // 過去の位置情報(経度, 緯度)（rad）
ojan 14:f85cb5340cb8 79 int UTC_t = 0; // UTC時刻
ojan 14:f85cb5340cb8 80 int pre_UTC_t = 0; // 前のUTC時刻
ojan 8:602865d8fca3 81
ojan 14:f85cb5340cb8 82 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 83 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 84 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 85
ojan 14:f85cb5340cb8 86 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 87 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 88 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 89
ojan 14:f85cb5340cb8 90 int pull_L = 0; // 左サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 14:f85cb5340cb8 91 int pull_R = 0; // 右サーボの引っ張り量(mm：0~PullMax)
ojan 9:6d4578dcc1ed 92
ojan 14:f85cb5340cb8 93 float yaw = 0.0f; // 本体のヨー角（deg）z軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 94 float pitch = 0.0f; // 本体のピッチ角（deg）y軸周り
ojan 14:f85cb5340cb8 95 float roll = 0.0f; // 本体のロール角（deg）x軸周り
ojan 9:6d4578dcc1ed 96
ojan 14:f85cb5340cb8 97 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 98
ojan 14:f85cb5340cb8 99 int step = 0; // シーケンス制御のステップ
ojan 20:00afba164688 100 int count = 0; // 安定滑空までの時間測定用カウンター
ojan 14:f85cb5340cb8 101 int dir = 0; // 旋回方向（0：左　1：右）
ojan 20:00afba164688 102 char data[512] = {}; // 送信データ用配
ojan 20:00afba164688 103 int loopTime = 0; // 1ループに掛かる時間（デバッグ用
ojan 3:5358a691a100 104
onaka 7:0ec343d29641 105 /** config.txt **
ojan 15:d14d385d37e2 106 * #から始めるのはコメント行
onaka 7:0ec343d29641 107 * #イコールの前後に空白を入れない
onaka 7:0ec343d29641 108 * target_x=111.222
onaka 7:0ec343d29641 109 * target_y=33.444
onaka 7:0ec343d29641 110 */
ojan 23:79cdc1432160 111 float target_x, target_y;
onaka 7:0ec343d29641 112
ojan 14:f85cb5340cb8 113 /* ---------- Kalman Filter ---------- */
ojan 11:083c8c9a5b84 114 // 地磁気ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 115 // ジャイロのz軸周りのバイアスも推定
ojan 13:df1e8a650185 116 Vector pri_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 117 Matrix pri_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 118 Vector post_x1(7);
ojan 13:df1e8a650185 119 Matrix post_P1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 120 Matrix F1(7, 7), H1(3, 7);
ojan 13:df1e8a650185 121 Matrix R1(7, 7), Q1(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 122 Matrix I1(7, 7);
ojan 13:df1e8a650185 123 Matrix K1(7, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 124 Matrix S1(3, 3), S_inv1(3, 3);
ojan 11:083c8c9a5b84 125
ojan 11:083c8c9a5b84 126 // 重力ベクトル用
ojan 14:f85cb5340cb8 127 // 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 128 Vector pri_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 129 Matrix pri_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 130 Vector post_x2(5);
ojan 13:df1e8a650185 131 Matrix post_P2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 132 Matrix F2(5, 5), H2(3, 5);
ojan 13:df1e8a650185 133 Matrix R2(5, 5), Q2(3, 3);
ojan 13:df1e8a650185 134 Matrix I2(5, 5);
ojan 13:df1e8a650185 135 Matrix K2(5, 3);
ojan 13:df1e8a650185 136 Matrix S2(3, 3), S_inv2(3, 3);
ojan 14:f85cb5340cb8 137 /* ---------- ------------- ---------- */
ojan 3:5358a691a100 138
ojan 1:6cd6d2760856 139
ojan 14:f85cb5340cb8 140 /****************************** private functions ******************************/
ojan 21:d417708e84a8 141 bool SD_Init(); // SDカード初期化
ojan 23:79cdc1432160 142 void SensorsInit(); // 各種センサーの初期化
ojan 17:03b45055ca05 143 void KalmanInit(); // カルマンフィルタ初期化
ojan 21:d417708e84a8 144 bool LoadConfig(); // config読み取り
ojan 14:f85cb5340cb8 145 int Find_last(); // SDカード初期化用関数
ojan 20:00afba164688 146 void DataProcessing(); // データ処理関数
ojan 20:00afba164688 147 void ControlRoutine(); // 制御ルーチン関数
ojan 14:f85cb5340cb8 148 void KalmanUpdate(); // カルマンフィルタ更新
ojan 14:f85cb5340cb8 149 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 150 bool Thrown(); // 投下されたかどうかを判断する
ojan 20:00afba164688 151 void DataUpdate(); // データ取得&更新関数
ojan 14:f85cb5340cb8 152 void toString(Matrix& m); // デバッグ用
ojan 14:f85cb5340cb8 153 void toString(Vector& v); // デバッグ用
ojan 1:6cd6d2760856 154
ojan 15:d14d385d37e2 155 inline float min(float a, float b)
ojan 15:d14d385d37e2 156 {
ojan 14:f85cb5340cb8 157 return ((a > b) ? b : a);
ojan 14:f85cb5340cb8 158 }
ojan 14:f85cb5340cb8 159
ojan 14:f85cb5340cb8 160 /****************************** main function ******************************/
ojan 0:bc6f14fc60c7 161
ojan 15:d14d385d37e2 162 int main()
ojan 15:d14d385d37e2 163 {
ojan 15:d14d385d37e2 164
ojan 14:f85cb5340cb8 165 i2c.frequency(400000); // I2Cの通信速度を400kHzに設定
ojan 23:79cdc1432160 166
ojan 23:79cdc1432160 167 // センサー関連の初期化
ojan 23:79cdc1432160 168 SensorsInit();
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 20:00afba164688 180 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 181 NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn, 5);
ojan 17:03b45055ca05 182
ojan 17:03b45055ca05 183 servoL.period(0.020f); // サーボの信号の周期は20ms
ojan 17:03b45055ca05 184 servoR.period(0.020f);
ojan 15:d14d385d37e2 185
ojan 15:d14d385d37e2 186
ojan 14:f85cb5340cb8 187 /* ------------------------------ ↓↓↓ ここからメインループ ↓↓↓ ------------------------------ */
ojan 0:bc6f14fc60c7 188 while(1) {
ojan 4:45dc5590abc0 189 timer.stop();
ojan 4:45dc5590abc0 190 timer.reset();
ojan 4:45dc5590abc0 191 timer.start();
ojan 14:f85cb5340cb8 192 myled = 1; // LED is ON
ojan 20:00afba164688 193
ojan 21:d417708e84a8 194 INT_flag = FALSE; // 割り込みによる変数書き換えを阻止
ojan 14:f85cb5340cb8 195 /******************************* データ処理 *******************************/
ojan 20:00afba164688 196 DataProcessing();
ojan 15:d14d385d37e2 197
ojan 14:f85cb5340cb8 198 /******************************* 制御ルーチン *******************************/
ojan 20:00afba164688 199 ControlRoutine();
ojan 21:d417708e84a8 200
ojan 21:d417708e84a8 201 float sv = (float)servoVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // サーボ電源電圧
ojan 21:d417708e84a8 202 float lv = (float)logicVcc.read_u16() * ADC_LSB_TO_V * 2.0f; // ロジック電源電圧
ojan 21:d417708e84a8 203
ojan 21:d417708e84a8 204 // 指定された引っ張り量だけ紐を引っ張る
ojan 21:d417708e84a8 205 if(pull_L < 0) pull_L = 0;
ojan 21:d417708e84a8 206 else if(pull_L > PullMax) pull_L = PullMax;
ojan 21:d417708e84a8 207 if(pull_R < 0) pull_R = 0;
ojan 21:d417708e84a8 208 else if(pull_R > PullMax) pull_R = PullMax;
ojan 21:d417708e84a8 209
ojan 21:d417708e84a8 210 servoL.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_L / (float)PullMax + ServoMin);
ojan 21:d417708e84a8 211 servoR.pulsewidth((ServoMax - ServoMin) * pull_R / (float)PullMax + ServoMin);
ojan 21:d417708e84a8 212
ojan 21:d417708e84a8 213 // データをmicroSDに保存し、XBeeでPCへ送信する
ojan 21:d417708e84a8 214 sprintf(data, "%d, %.1f,%.1f,%.1f, %.3f,%.5f,%.5f, %.3f,%.3f,%d, %.3f,%d, %d,%d\r\n",
ojan 21:d417708e84a8 215 UTC_t, yaw, pitch, roll,
ojan 21:d417708e84a8 216 press, gms.longitude, gms.latitude,
ojan 23:79cdc1432160 217 vrt_acc, temp, (int)paraSensor,
ojan 23:79cdc1432160 218 Distance(target_p, p), optSensor.read_u16(),
ojan 23:79cdc1432160 219 pull_R, pull_L);
ojan 21:d417708e84a8 220
ojan 21:d417708e84a8 221 INT_flag = TRUE; // 割り込み許可
ojan 21:d417708e84a8 222
ojan 21:d417708e84a8 223 fprintf(fp, data);
ojan 21:d417708e84a8 224 fflush(fp);
ojan 21:d417708e84a8 225 xbee.printf(data);
ojan 21:d417708e84a8 226
ojan 15:d14d385d37e2 227
ojan 9:6d4578dcc1ed 228 myled = 0; // LED is OFF
ojan 15:d14d385d37e2 229
ojan 20:00afba164688 230 loopTime = timer.read_ms();
ojan 20:00afba164688 231
ojan 9:6d4578dcc1ed 232 // ループはきっかり0.2秒ごと
ojan 9:6d4578dcc1ed 233 while(timer.read_ms() < 200);
ojan 20:00afba164688 234
ojan 0:bc6f14fc60c7 235 }
ojan 15:d14d385d37e2 236
ojan 14:f85cb5340cb8 237 /* ------------------------------ ↑↑↑ ここまでメインループ ↑↑↑ ------------------------------ */
onaka 7:0ec343d29641 238 }
onaka 7:0ec343d29641 239
ojan 20:00afba164688 240 /** データ処理関数
ojan 20:00afba164688 241 *
ojan 20:00afba164688 242 */
ojan 20:00afba164688 243 void DataProcessing()
ojan 20:00afba164688 244 {
ojan 20:00afba164688 245 gms.read(); // GPSデータ取得
ojan 20:00afba164688 246 UTC_t = (int)gms.time;
ojan 20:00afba164688 247
ojan 20:00afba164688 248 // 参照座標系の基底を求める
ojan 20:00afba164688 249 r_u = g;
ojan 20:00afba164688 250 r_f = geomag.GetPerpCompTo(g).Normalize();
ojan 20:00afba164688 251 r_l = Cross(r_u, r_f);
ojan 20:00afba164688 252
ojan 20:00afba164688 253 // 回転行列を経由してオイラー角を求める
ojan 20:00afba164688 254 // 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 255 // 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 256
ojan 20:00afba164688 257 float R_11 = r_f * b_f; // 回転行列の(1,1)成分
ojan 20:00afba164688 258 float R_12 = r_f * b_l; // 回転行列の(1,2)成分
ojan 20:00afba164688 259 float R_13 = r_f * b_u; // 回転行列の(1,3)成分
ojan 20:00afba164688 260 float R_23 = r_l * b_u; // 回転行列の(2,3)成分
ojan 20:00afba164688 261 float R_33 = r_u * b_u; // 回転行列の(3,3)成分
ojan 20:00afba164688 262
ojan 20:00afba164688 263 #ifdef RULE3
ojan 20:00afba164688 264 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION - Beta;
ojan 20:00afba164688 265 #else
ojan 20:00afba164688 266 yaw = atan2(-R_12, R_11) * RAD_TO_DEG + MAG_DECLINATION;
ojan 20:00afba164688 267 #endif
ojan 20:00afba164688 268 roll = atan2(-R_23, R_33) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 269 pitch = asin(R_13) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 270
ojan 20:00afba164688 271 if(yaw < -180.0f) yaw += 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 272 if(yaw > 180.0f) yaw -= 360.0f; // ヨー角を[-π, π]に補正
ojan 20:00afba164688 273
ojan 20:00afba164688 274 if(UTC_t - pre_UTC_t >= 1) { // GPSデータが更新されていたら
ojan 20:00afba164688 275 p.SetComp(1, gms.longitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 276 p.SetComp(2, gms.latitude * DEG_TO_RAD);
ojan 20:00afba164688 277
ojan 20:00afba164688 278 } else { // 更新されていなかったら
ojan 20:00afba164688 279 // GPSの補完処理を追加予定
ojan 20:00afba164688 280 }
ojan 20:00afba164688 281
ojan 20:00afba164688 282 pre_p = p;
ojan 20:00afba164688 283 pre_UTC_t = UTC_t;
ojan 20:00afba164688 284
ojan 20:00afba164688 285
ojan 20:00afba164688 286 }
ojan 20:00afba164688 287
ojan 20:00afba164688 288 /** 制御ルーチン関数
ojan 20:00afba164688 289 *
ojan 20:00afba164688 290 */
ojan 20:00afba164688 291 void ControlRoutine()
ojan 20:00afba164688 292 {
ojan 20:00afba164688 293 switch(step) {
ojan 20:00afba164688 294
ojan 20:00afba164688 295 // 投下&安定滑空シーケンス
ojan 20:00afba164688 296 case 0:
ojan 20:00afba164688 297 if(Thrown() || count != 0) {
ojan 20:00afba164688 298 count++;
ojan 20:00afba164688 299 // 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 300 //pull_L = 15;
ojan 21:d417708e84a8 301 //pull_R = 15;
ojan 20:00afba164688 302 if(count >= WaitTime*5) {
ojan 20:00afba164688 303 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 304 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 305 step = 1;
ojan 20:00afba164688 306 }
ojan 20:00afba164688 307 }
ojan 20:00afba164688 308 break;
ojan 20:00afba164688 309
ojan 20:00afba164688 310 // 制御シーケンス
ojan 20:00afba164688 311 case 1:
ojan 20:00afba164688 312 if(fabs(roll) > BorderSpiral) {
ojan 20:00afba164688 313 // スパイラル回避行動
ojan 20:00afba164688 314 if(roll > 0) {
ojan 20:00afba164688 315 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 316 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 317 } else {
ojan 20:00afba164688 318 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 319 pull_R = PullMax;
ojan 20:00afba164688 320 }
ojan 20:00afba164688 321 } else {
ojan 20:00afba164688 322
ojan 20:00afba164688 323 /* いずれも地球を完全球体と仮定 */
ojan 20:00afba164688 324 float target_lng = target_x * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 325 float target_lat = target_y * DEG_TO_RAD;
ojan 20:00afba164688 326 /* 北から西回りで目標方向の角度を出力 */
ojan 20:00afba164688 327 float targetY = cos( target_lat ) * sin( target_lng - p.GetComp(1) );
ojan 20:00afba164688 328 float targetX = cos( p.GetComp(2) ) * sin( target_lat ) - sin( p.GetComp(2) ) * cos( target_lat ) * cos( target_lng - p.GetComp(1) );
ojan 23:79cdc1432160 329 float theta = -atan2f( targetY, targetX ) * RAD_TO_DEG;
ojan 20:00afba164688 330 float delta_theta = 0.0f;
ojan 20:00afba164688 331
ojan 20:00afba164688 332 if(yaw >= 0.0f) { // ヨー角が正
ojan 20:00afba164688 333 if(theta >= 0.0f) { // 目標角も正ならば、
ojan 20:00afba164688 334 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 335 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 336 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 337 } else { // 目標角が負であれば
ojan 20:00afba164688 338 theta += 360.0f; // 360°足して正の値に変換してから
ojan 20:00afba164688 339 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 340 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 341 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 21:d417708e84a8 342 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 343 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 344 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 345 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 346 }
ojan 20:00afba164688 347 }
ojan 20:00afba164688 348 } else { // ヨー角が負
ojan 20:00afba164688 349 if(theta <= 0.0f) { // 目標角も負ならば、
ojan 20:00afba164688 350 if(theta - yaw > Alpha) dir = 0; // 単純に差を取って閾値αと比べる
ojan 20:00afba164688 351 else if(theta - yaw < -Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 352 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 353 } else { // 目標角が正であれば、
ojan 20:00afba164688 354 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 355 if(delta_theta < 180.0f) { // 差が180°より小さければ左旋回
ojan 20:00afba164688 356 if(delta_theta > Alpha) dir = 0;
ojan 21:d417708e84a8 357 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 358 } else { // 180°より大きければ右旋回
ojan 20:00afba164688 359 if(360.0f - delta_theta > Alpha) dir = 1;
ojan 21:d417708e84a8 360 else dir = 2;
ojan 20:00afba164688 361 }
ojan 20:00afba164688 362 }
ojan 20:00afba164688 363 }
ojan 20:00afba164688 364
ojan 20:00afba164688 365 if(dir == 0) { //目標は左方向
ojan 20:00afba164688 366
ojan 20:00afba164688 367 pull_L = 20;
ojan 20:00afba164688 368 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 369
ojan 20:00afba164688 370 } else if (dir == 1) { //目標は右方向
ojan 20:00afba164688 371
ojan 20:00afba164688 372 pull_L = 0;
ojan 20:00afba164688 373 pull_R = 20;
ojan 20:00afba164688 374
ojan 21:d417708e84a8 375 } else if (dir == 2) {
ojan 21:d417708e84a8 376 pull_L = 0;
ojan 21:d417708e84a8 377 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 378 }
ojan 20:00afba164688 379 }
ojan 20:00afba164688 380
ojan 20:00afba164688 381 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 382 // 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 383 if(Distance(target_p, p) < BorderDistance) step = 2;
ojan 20:00afba164688 384 #endif
ojan 20:00afba164688 385
ojan 20:00afba164688 386 break;
ojan 20:00afba164688 387
ojan 20:00afba164688 388 #ifdef RULE2
ojan 20:00afba164688 389 // 落下シーケンス
ojan 20:00afba164688 390 case 2:
ojan 20:00afba164688 391 pull_L = PullMax;
ojan 20:00afba164688 392 pull_R = 0;
ojan 20:00afba164688 393
ojan 20:00afba164688 394 // 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 395 // 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 396 if(Distance(target_p, p) > BorderDistance+3.0f) step = 1;
ojan 20:00afba164688 397 break;
ojan 20:00afba164688 398 #endif
ojan 20:00afba164688 399 }
ojan 20:00afba164688 400 }
ojan 20:00afba164688 401
ojan 23:79cdc1432160 402 /** 各種センサーの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 403 *
ojan 17:03b45055ca05 404 */
ojan 23:79cdc1432160 405 void SensorsInit()
ojan 20:00afba164688 406 {
ojan 23:79cdc1432160 407
ojan 23:79cdc1432160 408 if(!mpu.init()) error("mpu6050 Initialize Error !!"); // mpu6050初期化
ojan 23:79cdc1432160 409 if(!hmc.init()) error("hmc5883l Initialize Error !!"); // hmc5883l初期化
ojan 23:79cdc1432160 410
ojan 17:03b45055ca05 411 //重力ベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 412 raw_g.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 413 raw_g.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 414 raw_g.SetComp(3, 1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 415
ojan 17:03b45055ca05 416 // 機体に固定されたベクトルの初期化
ojan 17:03b45055ca05 417 b_f.SetComp(1, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 418 b_f.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 419 b_f.SetComp(3, -1.0f);
ojan 21:d417708e84a8 420 b_u.SetComp(1, -1.0f);
ojan 17:03b45055ca05 421 b_u.SetComp(2, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 422 b_u.SetComp(3, 0.0f);
ojan 17:03b45055ca05 423 b_l = Cross(b_u, b_f);
ojan 20:00afba164688 424
ojan 17:03b45055ca05 425 // 目標座標をベクトルに代入
ojan 17:03b45055ca05 426 target_p.SetComp(1, target_x * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 427 target_p.SetComp(2, target_y * DEG_TO_RAD);
ojan 17:03b45055ca05 428 }
ojan 17:03b45055ca05 429
ojan 17:03b45055ca05 430 /** マイクロSDカードの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 431 *
ojan 17:03b45055ca05 432 */
ojan 21:d417708e84a8 433 bool SD_Init()
ojan 20:00afba164688 434 {
ojan 17:03b45055ca05 435 //SDカード初期化
ojan 17:03b45055ca05 436 char filename[15];
ojan 17:03b45055ca05 437 int n = Find_last();
ojan 17:03b45055ca05 438 if(n < 0) {
ojan 23:79cdc1432160 439 xbee.printf("Could not read a SD Card.\n");
ojan 21:d417708e84a8 440 return false;
ojan 17:03b45055ca05 441 }
ojan 17:03b45055ca05 442 sprintf(filename, "/sd/log%03d.csv", n+1);
ojan 17:03b45055ca05 443 fp = fopen(filename, "w");
ojan 17:03b45055ca05 444 fprintf(fp, "log data\r\n");
ojan 17:03b45055ca05 445 xbee.printf("log data\r\n");
ojan 21:d417708e84a8 446
ojan 21:d417708e84a8 447 return true;
ojan 17:03b45055ca05 448 }
ojan 17:03b45055ca05 449
ojan 17:03b45055ca05 450 /** コンフィグファイルを読み込む関数
ojan 17:03b45055ca05 451 *
ojan 17:03b45055ca05 452 */
ojan 21:d417708e84a8 453 bool LoadConfig()
ojan 15:d14d385d37e2 454 {
onaka 7:0ec343d29641 455 char value[20];
onaka 7:0ec343d29641 456 //Read a configuration file from a mbed.
ojan 15:d14d385d37e2 457 if (!cfg.read("/sd/config.txt")) {
ojan 23:79cdc1432160 458 xbee.printf("Config file does not exist\n");
ojan 21:d417708e84a8 459 return false;
ojan 15:d14d385d37e2 460 } else {
onaka 7:0ec343d29641 461 //Get values
onaka 7:0ec343d29641 462 if (cfg.getValue("target_x", &value[0], sizeof(value))) target_x = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 463 else {
ojan 23:79cdc1432160 464 xbee.printf("Failed to get value for target_x\n");
ojan 21:d417708e84a8 465 return false;
onaka 7:0ec343d29641 466 }
onaka 7:0ec343d29641 467 if (cfg.getValue("target_y", &value[0], sizeof(value))) target_y = atof(value);
ojan 15:d14d385d37e2 468 else {
ojan 23:79cdc1432160 469 xbee.printf("Failed to get value for target_y\n");
ojan 21:d417708e84a8 470 return false;
onaka 7:0ec343d29641 471 }
onaka 7:0ec343d29641 472 }
ojan 21:d417708e84a8 473 return true;
onaka 7:0ec343d29641 474 }
onaka 7:0ec343d29641 475
ojan 17:03b45055ca05 476 /** ログファイルの番号の最大値を得る関数
ojan 17:03b45055ca05 477 *
ojan 17:03b45055ca05 478 * @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 479 */
ojan 15:d14d385d37e2 480 int Find_last()
ojan 15:d14d385d37e2 481 {
onaka 7:0ec343d29641 482 int i, n = 0;
onaka 7:0ec343d29641 483 char c;
onaka 7:0ec343d29641 484 DIR *dp;
onaka 7:0ec343d29641 485 struct dirent *dirst;
onaka 7:0ec343d29641 486 dp = opendir("/sd/");
ojan 15:d14d385d37e2 487 if (!dp) {
onaka 7:0ec343d29641 488 pc.printf("Could not open directry.\n");
onaka 7:0ec343d29641 489 return -1;
onaka 7:0ec343d29641 490 }
onaka 7:0ec343d29641 491 while((dirst = readdir(dp)) != NULL) {
onaka 7:0ec343d29641 492 if(sscanf(dirst->d_name, "log%03d.csv%c", &i, &c) == 1 && i>n) {
onaka 7:0ec343d29641 493 n = i;
onaka 7:0ec343d29641 494 }
onaka 7:0ec343d29641 495 }
onaka 7:0ec343d29641 496 closedir(dp);
onaka 7:0ec343d29641 497 return n;
ojan 0:bc6f14fc60c7 498 }
ojan 0:bc6f14fc60c7 499
ojan 17:03b45055ca05 500 /** カルマンフィルタの初期化を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 501 *
ojan 17:03b45055ca05 502 */
ojan 15:d14d385d37e2 503 void KalmanInit()
ojan 15:d14d385d37e2 504 {
ojan 11:083c8c9a5b84 505 // 重力
ojan 11:083c8c9a5b84 506 {
ojan 11:083c8c9a5b84 507 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 508 float alpha_R2 = 0.002f;
ojan 12:0d978eb4d639 509 float alpha_Q2 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 510 R2 *= alpha_R2;
ojan 11:083c8c9a5b84 511 Q2 *= alpha_Q2;
ojan 15:d14d385d37e2 512
ojan 13:df1e8a650185 513 // 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 514 float h2[15] = {
ojan 13:df1e8a650185 515 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 516 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 517 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 518 };
ojan 15:d14d385d37e2 519
ojan 13:df1e8a650185 520 H2.SetComps(h2);
ojan 11:083c8c9a5b84 521 }
ojan 15:d14d385d37e2 522
ojan 11:083c8c9a5b84 523 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 524 {
ojan 11:083c8c9a5b84 525 // 誤差共分散行列の値を決める（対角成分のみ）
ojan 13:df1e8a650185 526 float alpha_R1 = 0.002f;
ojan 13:df1e8a650185 527 float alpha_Q1 = 0.5f;
ojan 11:083c8c9a5b84 528 R1 *= alpha_R1;
ojan 11:083c8c9a5b84 529 Q1 *= alpha_Q1;
ojan 15:d14d385d37e2 530
ojan 13:df1e8a650185 531 // 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 532 float h1[21] = {
ojan 13:df1e8a650185 533 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 534 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 535 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 536 };
ojan 15:d14d385d37e2 537
ojan 13:df1e8a650185 538 H1.SetComps(h1);
ojan 11:083c8c9a5b84 539 }
ojan 3:5358a691a100 540 }
ojan 3:5358a691a100 541
ojan 17:03b45055ca05 542 /** カルマンフィルタの更新を行う関数
ojan 17:03b45055ca05 543 *
ojan 17:03b45055ca05 544 */
ojan 15:d14d385d37e2 545 void KalmanUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 546 {
ojan 13:df1e8a650185 547 // 重力
ojan 15:d14d385d37e2 548
ojan 11:083c8c9a5b84 549 {
ojan 13:df1e8a650185 550 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 551 float f2[25] = {
ojan 15:d14d385d37e2 552 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 553 -(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 554 (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 555 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 556 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 13:df1e8a650185 557 };
ojan 15:d14d385d37e2 558
ojan 13:df1e8a650185 559 F2.SetComps(f2);
ojan 15:d14d385d37e2 560
ojan 11:083c8c9a5b84 561 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 562 //pri_x2 = F2 * post_x2;
ojan 15:d14d385d37e2 563
ojan 13:df1e8a650185 564 float pri_x2_vals[5] = {
ojan 15:d14d385d37e2 565 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 566 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 567 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 568 post_x2.GetComp(4),
ojan 13:df1e8a650185 569 post_x2.GetComp(5)
ojan 13:df1e8a650185 570 };
ojan 15:d14d385d37e2 571
ojan 13:df1e8a650185 572 pri_x2.SetComps(pri_x2_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 573
ojan 11:083c8c9a5b84 574 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 575 pri_P2 = F2 * post_P2 * F2.Transpose() + R2;
ojan 15:d14d385d37e2 576
ojan 11:083c8c9a5b84 577 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 578 S2 = Q2 + H2 * pri_P2 * H2.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 579 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 580 if((det = S2.Inverse(S_inv2)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 581 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 582 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 583 }
ojan 15:d14d385d37e2 584 K2 = pri_P2 * H2.Transpose() * S_inv2;
ojan 15:d14d385d37e2 585
ojan 11:083c8c9a5b84 586 // 事後推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 587 post_x2 = pri_x2 + K2 * (raw_acc - H2 * pri_x2);
ojan 11:083c8c9a5b84 588 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 589 post_P2 = (I2 - K2 * H2) * pri_P2;
ojan 11:083c8c9a5b84 590 }
ojan 15:d14d385d37e2 591
ojan 15:d14d385d37e2 592
ojan 11:083c8c9a5b84 593 // 地磁気
ojan 11:083c8c9a5b84 594 {
ojan 11:083c8c9a5b84 595 // ヤコビアンの更新
ojan 13:df1e8a650185 596 float f1[49] = {
ojan 15:d14d385d37e2 597 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 598 -(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 599 (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 600 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 601 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
ojan 15:d14d385d37e2 602 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
ojan 13:df1e8a650185 603 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f
ojan 11:083c8c9a5b84 604 };
ojan 15:d14d385d37e2 605
ojan 13:df1e8a650185 606 F1.SetComps(f1);
ojan 15:d14d385d37e2 607
ojan 11:083c8c9a5b84 608 // 事前推定値の更新
ojan 13:df1e8a650185 609 //pri_x1 = F1 * post_x1;
ojan 13:df1e8a650185 610 float pri_x1_vals[7] = {
ojan 15:d14d385d37e2 611 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 612 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 613 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 614 post_x1.GetComp(4),
ojan 15:d14d385d37e2 615 post_x1.GetComp(5),
ojan 15:d14d385d37e2 616 post_x1.GetComp(6),
ojan 13:df1e8a650185 617 post_x1.GetComp(7)
ojan 13:df1e8a650185 618 };
ojan 15:d14d385d37e2 619
ojan 13:df1e8a650185 620 pri_x1.SetComps(pri_x1_vals);
ojan 15:d14d385d37e2 621
ojan 11:083c8c9a5b84 622 // 事前誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 623 pri_P1 = F1 * post_P1 * F1.Transpose() + R1;
ojan 15:d14d385d37e2 624
ojan 11:083c8c9a5b84 625 // カルマンゲインの計算
ojan 11:083c8c9a5b84 626 S1 = Q1 + H1 * pri_P1 * H1.Transpose();
ojan 13:df1e8a650185 627 static float det;
ojan 11:083c8c9a5b84 628 if((det = S1.Inverse(S_inv1)) >= 0.0f) {
ojan 11:083c8c9a5b84 629 pc.printf("E:%.3f\r\n", det);
ojan 11:083c8c9a5b84 630 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 631 }
ojan 15:d14d385d37e2 632 K1 = pri_P1 * H1.Transpose() * S_inv1;
ojan 15:d14d385d37e2 633
ojan 11:083c8c9a5b84 634 // 事後推定値の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 635 post_x1 = pri_x1 + K1 * (raw_geomag - H1 * pri_x1);
ojan 11:083c8c9a5b84 636 // 事後誤差分散行列の更新
ojan 11:083c8c9a5b84 637 post_P1 = (I1 - K1 * H1) * pri_P1;
ojan 3:5358a691a100 638 }
ojan 3:5358a691a100 639 }
ojan 3:5358a691a100 640
ojan 17:03b45055ca05 641 /** GPS座標から距離を算出
ojan 17:03b45055ca05 642 * @param 座標1（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 643 * @param 座標2（経度、緯度）（rad）
ojan 17:03b45055ca05 644 *
ojan 17:03b45055ca05 645 * @return 2点間の距離（m）
ojan 17:03b45055ca05 646 */
ojan 15:d14d385d37e2 647 float Distance(Vector p1, Vector p2)
ojan 15:d14d385d37e2 648 {
ojan 9:6d4578dcc1ed 649 if(p1.GetDim() != p2.GetDim()) return 0.0f;
ojan 15:d14d385d37e2 650
ojan 21:d417708e84a8 651 float mu_y = (p1.GetComp(2) + p2.GetComp(2)) * 0.5f;
ojan 21:d417708e84a8 652 float s_mu_y = sin(mu_y);
ojan 21:d417708e84a8 653 float w = sqrt(1 - GPS_SQ_E * s_mu_y * s_mu_y);
ojan 21:d417708e84a8 654 float m = GPS_A * (1 - GPS_SQ_E) / (w * w * w);
ojan 21:d417708e84a8 655 float n = GPS_A / w;
ojan 21:d417708e84a8 656 float d1 = m * (p1.GetComp(2) - p2.GetComp(2));
ojan 21:d417708e84a8 657 float d2 = n * cos(mu_y) * (p1.GetComp(1) - p2.GetComp(1));
ojan 15:d14d385d37e2 658
ojan 9:6d4578dcc1ed 659 return sqrt(d1 * d1 + d2 * d2);
ojan 9:6d4578dcc1ed 660 }
ojan 9:6d4578dcc1ed 661
ojan 14:f85cb5340cb8 662 /** 投下を検知する関数
ojan 15:d14d385d37e2 663 *
ojan 14:f85cb5340cb8 664 * @return 投下されたかどうか（true=投下　false=未投下
ojan 15:d14d385d37e2 665 *
ojan 17:03b45055ca05 666 */
ojan 20:00afba164688 667 bool Thrown()
ojan 15:d14d385d37e2 668 {
ojan 14:f85cb5340cb8 669 static int opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 670 static int g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 671 static int para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 672
ojan 14:f85cb5340cb8 673 if(optSensor.read_u16() > BorderOpt) opt_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 674 else opt_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 675 if(vrt_acc < BorderGravity) g_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 676 else g_count = 0;
ojan 14:f85cb5340cb8 677 if((int)paraSensor == BorderParafoil) para_count++;
ojan 14:f85cb5340cb8 678 else para_count = 0;
ojan 15:d14d385d37e2 679
ojan 14:f85cb5340cb8 680 if(opt_count >= MaxCount || g_count >= MaxCount || para_count >= MaxCount) {
ojan 14:f85cb5340cb8 681 return true;
ojan 14:f85cb5340cb8 682 }
ojan 15:d14d385d37e2 683
ojan 14:f85cb5340cb8 684 return false;
ojan 15:d14d385d37e2 685
ojan 14:f85cb5340cb8 686 }
ojan 14:f85cb5340cb8 687
ojan 23:79cdc1432160 688 /* ------------------------------ 割り込み関数 ------------------------------ */
ojan 23:79cdc1432160 689
ojan 20:00afba164688 690 /** データ取得＆更新関数
ojan 20:00afba164688 691 *
ojan 20:00afba164688 692 */
ojan 20:00afba164688 693 void DataUpdate()
ojan 15:d14d385d37e2 694 {
ojan 4:45dc5590abc0 695 // センサーの値を更新
ojan 4:45dc5590abc0 696 mpu.read();
ojan 4:45dc5590abc0 697 hmc.read();
ojan 15:d14d385d37e2 698
ojan 4:45dc5590abc0 699 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 4:45dc5590abc0 700 raw_acc.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.acc[i] * ACC_LSB_TO_G);
ojan 4:45dc5590abc0 701 raw_gyro.SetComp(i+1, (float)mpu.data.value.gyro[i] * GYRO_LSB_TO_DEG * DEG_TO_RAD);
ojan 4:45dc5590abc0 702 raw_geomag.SetComp(i+1, (float)hmc.data.value[i] * MAG_LSB_TO_GAUSS);
ojan 4:45dc5590abc0 703 }
ojan 15:d14d385d37e2 704
ojan 14:f85cb5340cb8 705 Vector delta_g = Cross(raw_gyro, raw_g); // Δg = ω × g
ojan 4:45dc5590abc0 706 raw_g = 0.9f * (raw_g - delta_g * dt) + 0.1f * raw_acc.Normalize(); // 相補フィルタ
ojan 4:45dc5590abc0 707 raw_g = raw_g.Normalize();
ojan 15:d14d385d37e2 708
ojan 4:45dc5590abc0 709 KalmanUpdate();
ojan 15:d14d385d37e2 710
ojan 4:45dc5590abc0 711 // LPS25Hによる気圧の取得は10Hz
ojan 4:45dc5590abc0 712 lps_cnt = (lps_cnt+1)%10;
ojan 4:45dc5590abc0 713 if(lps_cnt == 0) {
ojan 4:45dc5590abc0 714 raw_press = (float)lps.pressure() * PRES_LSB_TO_HPA;
ojan 23:79cdc1432160 715 //raw_temp = TempLsbToDeg(lps.temperature());
ojan 4:45dc5590abc0 716 }
ojan 15:d14d385d37e2 717
ojan 4:45dc5590abc0 718 if(INT_flag != FALSE) {
ojan 4:45dc5590abc0 719 g = raw_g;
ojan 4:45dc5590abc0 720 for(int i=0; i<3; i++) {
ojan 11:083c8c9a5b84 721 geomag.SetComp(i+1, post_x1.GetComp(i+1));
ojan 4:45dc5590abc0 722 }
ojan 4:45dc5590abc0 723 acc = raw_acc;
ojan 4:45dc5590abc0 724 gyro = raw_gyro;
ojan 4:45dc5590abc0 725 press = raw_press;
ojan 23:79cdc1432160 726 temp = raw_temp;
ojan 15:d14d385d37e2 727
ojan 13:df1e8a650185 728 vrt_acc = raw_acc * raw_g;
ojan 15:d14d385d37e2 729
ojan 0:bc6f14fc60c7 730 }
ojan 3:5358a691a100 731 }
ojan 3:5358a691a100 732
ojan 14:f85cb5340cb8 733 /* ------------------------------ デバッグ用関数 ------------------------------ */
ojan 9:6d4578dcc1ed 734
ojan 15:d14d385d37e2 735 void toString(Matrix& m)
ojan 15:d14d385d37e2 736 {
ojan 15:d14d385d37e2 737
ojan 3:5358a691a100 738 for(int i=0; i<m.GetRow(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 739 for(int j=0; j<m.GetCol(); j++) {
ojan 3:5358a691a100 740 pc.printf("%.6f\t", m.GetComp(i+1, j+1));
ojan 3:5358a691a100 741 }
ojan 3:5358a691a100 742 pc.printf("\r\n");
ojan 3:5358a691a100 743 }
ojan 15:d14d385d37e2 744
ojan 3:5358a691a100 745 }
ojan 3:5358a691a100 746
ojan 15:d14d385d37e2 747 void toString(Vector& v)
ojan 15:d14d385d37e2 748 {
ojan 15:d14d385d37e2 749
ojan 3:5358a691a100 750 for(int i=0; i<v.GetDim(); i++) {
ojan 3:5358a691a100 751 pc.printf("%.6f\t", v.GetComp(i+1));
ojan 3:5358a691a100 752 }
ojan 3:5358a691a100 753 pc.printf("\r\n");
ojan 15:d14d385d37e2 754
ojan 0:bc6f14fc60c7 755 }