mirror of
https://bitbucket.org/librepilot/librepilot.git
synced 2024-11-30 08:24:11 +01:00
6b88a278b3
the extra updates from altholdsmoothed. Increase queue size when reenabled. Also AltHold is is trigger warnings because other tasks starve it during startup.
373 lines
23 KiB
C
373 lines
23 KiB
C
/**
|
|
******************************************************************************
|
|
*
|
|
* @file guidance.c
|
|
* @author The OpenPilot Team, http://www.openpilot.org Copyright (C) 2010.
|
|
* @brief This module compared @ref PositionActuatl to @ref ActiveWaypoint
|
|
* and sets @ref AttitudeDesired. It only does this when the FlightMode field
|
|
* of @ref ManualControlCommand is Auto.
|
|
*
|
|
* @see The GNU Public License (GPL) Version 3
|
|
*
|
|
*****************************************************************************/
|
|
/*
|
|
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
|
|
* it under the terms of the GNU General Public License as published by
|
|
* the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
|
|
* (at your option) any later version.
|
|
*
|
|
* This program is distributed in the hope that it will be useful, but
|
|
* WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
|
|
* or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License
|
|
* for more details.
|
|
*
|
|
* You should have received a copy of the GNU General Public License along
|
|
* with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
|
|
* 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
|
|
*/
|
|
|
|
/**
|
|
* Input object: ActiveWaypoint
|
|
* Input object: PositionActual
|
|
* Input object: ManualControlCommand
|
|
* Output object: AttitudeDesired
|
|
*
|
|
* This module will periodically update the value of the AttitudeDesired object.
|
|
*
|
|
* The module executes in its own thread in this example.
|
|
*
|
|
* Modules have no API, all communication to other modules is done through UAVObjects.
|
|
* However modules may use the API exposed by shared libraries.
|
|
* See the OpenPilot wiki for more details.
|
|
* http://www.openpilot.org/OpenPilot_Application_Architecture
|
|
*
|
|
*/
|
|
|
|
#include "openpilot.h"
|
|
#include <math.h>
|
|
#include "CoordinateConversions.h"
|
|
#include "altholdsmoothed.h"
|
|
#include "attitudeactual.h"
|
|
#include "altitudeholdsettings.h"
|
|
#include "altitudeholddesired.h" // object that will be updated by the module
|
|
#include "baroaltitude.h"
|
|
#include "positionactual.h"
|
|
#include "flightstatus.h"
|
|
#include "stabilizationdesired.h"
|
|
#include "accels.h"
|
|
|
|
// Private constants
|
|
#define MAX_QUEUE_SIZE 2
|
|
#define STACK_SIZE_BYTES 1024
|
|
#define TASK_PRIORITY (tskIDLE_PRIORITY+1)
|
|
// Private types
|
|
|
|
// Private variables
|
|
static xTaskHandle altitudeHoldTaskHandle;
|
|
static xQueueHandle queue;
|
|
static AltitudeHoldSettingsData altitudeHoldSettings;
|
|
|
|
// Private functions
|
|
static void altitudeHoldTask(void *parameters);
|
|
static void SettingsUpdatedCb(UAVObjEvent * ev);
|
|
|
|
/**
|
|
* Initialise the module, called on startup
|
|
* \returns 0 on success or -1 if initialisation failed
|
|
*/
|
|
int32_t AltitudeHoldStart()
|
|
{
|
|
// Start main task
|
|
xTaskCreate(altitudeHoldTask, (signed char *)"AltitudeHold", STACK_SIZE_BYTES/4, NULL, TASK_PRIORITY, &altitudeHoldTaskHandle);
|
|
TaskMonitorAdd(TASKINFO_RUNNING_ALTITUDEHOLD, altitudeHoldTaskHandle);
|
|
|
|
return 0;
|
|
}
|
|
|
|
/**
|
|
* Initialise the module, called on startup
|
|
* \returns 0 on success or -1 if initialisation failed
|
|
*/
|
|
int32_t AltitudeHoldInitialize()
|
|
{
|
|
AltitudeHoldSettingsInitialize();
|
|
AltitudeHoldDesiredInitialize();
|
|
AltHoldSmoothedInitialize();
|
|
|
|
// Create object queue
|
|
queue = xQueueCreate(MAX_QUEUE_SIZE, sizeof(UAVObjEvent));
|
|
|
|
AltitudeHoldSettingsConnectCallback(&SettingsUpdatedCb);
|
|
|
|
return 0;
|
|
}
|
|
MODULE_INITCALL(AltitudeHoldInitialize, AltitudeHoldStart)
|
|
|
|
float tau;
|
|
float throttleIntegral;
|
|
float velocity;
|
|
float decay;
|
|
float velocity_decay;
|
|
bool running = false;
|
|
float error;
|
|
float switchThrottle;
|
|
float smoothed_altitude;
|
|
float starting_altitude;
|
|
|
|
/**
|
|
* Module thread, should not return.
|
|
*/
|
|
static void altitudeHoldTask(void *parameters)
|
|
{
|
|
AltitudeHoldDesiredData altitudeHoldDesired;
|
|
StabilizationDesiredData stabilizationDesired;
|
|
|
|
portTickType thisTime, lastUpdateTime;
|
|
UAVObjEvent ev;
|
|
|
|
// Force update of the settings
|
|
SettingsUpdatedCb(&ev);
|
|
|
|
// Listen for updates.
|
|
AltitudeHoldDesiredConnectQueue(queue);
|
|
BaroAltitudeConnectQueue(queue);
|
|
FlightStatusConnectQueue(queue);
|
|
AccelsConnectQueue(queue);
|
|
|
|
BaroAltitudeAltitudeGet(&smoothed_altitude);
|
|
running = false;
|
|
enum init_state {WAITING_BARO, WAITIING_INIT, INITED} init = WAITING_BARO;
|
|
|
|
// Main task loop
|
|
bool baro_updated = false;
|
|
while (1) {
|
|
// Wait until the AttitudeRaw object is updated, if a timeout then go to failsafe
|
|
if ( xQueueReceive(queue, &ev, 100 / portTICK_RATE_MS) != pdTRUE )
|
|
{
|
|
if(!running)
|
|
throttleIntegral = 0;
|
|
|
|
// Todo: Add alarm if it should be running
|
|
continue;
|
|
} else if (ev.obj == BaroAltitudeHandle()) {
|
|
baro_updated = true;
|
|
|
|
init = (init == WAITING_BARO) ? WAITIING_INIT : init;
|
|
} else if (ev.obj == FlightStatusHandle()) {
|
|
FlightStatusData flightStatus;
|
|
FlightStatusGet(&flightStatus);
|
|
|
|
if(flightStatus.FlightMode == FLIGHTSTATUS_FLIGHTMODE_ALTITUDEHOLD && !running) {
|
|
// Copy the current throttle as a starting point for integral
|
|
StabilizationDesiredThrottleGet(&throttleIntegral);
|
|
switchThrottle = throttleIntegral;
|
|
error = 0;
|
|
velocity = 0;
|
|
running = true;
|
|
|
|
AltHoldSmoothedData altHold;
|
|
AltHoldSmoothedGet(&altHold);
|
|
starting_altitude = altHold.Altitude;
|
|
} else if (flightStatus.FlightMode != FLIGHTSTATUS_FLIGHTMODE_ALTITUDEHOLD)
|
|
running = false;
|
|
} else if (ev.obj == AccelsHandle()) {
|
|
static uint32_t timeval;
|
|
|
|
static float z[4] = {0, 0, 0, 0};
|
|
float z_new[4];
|
|
float P[4][4], K[4][2], x[2];
|
|
float G[4] = {1.0e-15f, 1.0e-15f, 1.0e-3f, 1.0e-7};
|
|
static float V[4][4] = {{10.0f, 0, 0, 0}, {0, 100.0f, 0, 0}, {0, 0, 100.0f, 0}, {0, 0, 0, 1000.0f}};
|
|
|
|
float dT;
|
|
static float S[2] = {1.0f,10.0f};
|
|
|
|
thisTime = xTaskGetTickCount();
|
|
|
|
/* Somehow this always assigns to zero. Compiler bug? Race condition? */
|
|
S[0] = altitudeHoldSettings.PressureNoise;
|
|
S[1] = altitudeHoldSettings.AccelNoise;
|
|
G[2] = altitudeHoldSettings.AccelDrift;
|
|
|
|
AccelsData accels;
|
|
AccelsGet(&accels);
|
|
AttitudeActualData attitudeActual;
|
|
AttitudeActualGet(&attitudeActual);
|
|
BaroAltitudeData baro;
|
|
BaroAltitudeGet(&baro);
|
|
|
|
if (init == WAITIING_INIT) {
|
|
z[0] = baro.Altitude;
|
|
z[1] = 0;
|
|
z[2] = accels.z;
|
|
z[3] = 0;
|
|
init = INITED;
|
|
} else if (init == WAITING_BARO)
|
|
continue;
|
|
|
|
x[0] = baro.Altitude;
|
|
//rotate avg accels into earth frame and store it
|
|
if(1) {
|
|
float q[4], Rbe[3][3];
|
|
q[0]=attitudeActual.q1;
|
|
q[1]=attitudeActual.q2;
|
|
q[2]=attitudeActual.q3;
|
|
q[3]=attitudeActual.q4;
|
|
Quaternion2R(q, Rbe);
|
|
x[1] = -(Rbe[0][2]*accels.x+ Rbe[1][2]*accels.y + Rbe[2][2]*accels.z + 9.81f);
|
|
} else {
|
|
x[1] = -accels.z + 9.81f;
|
|
}
|
|
|
|
dT = PIOS_DELAY_DiffuS(timeval) / 1.0e6f;
|
|
timeval = PIOS_DELAY_GetRaw();
|
|
|
|
P[0][0] = dT*(V[0][1]+dT*V[1][1])+V[0][0]+G[0]+dT*V[1][0];
|
|
P[0][1] = dT*(V[0][2]+dT*V[1][2])+V[0][1]+dT*V[1][1];
|
|
P[0][2] = V[0][2]+dT*V[1][2];
|
|
P[0][3] = V[0][3]+dT*V[1][3];
|
|
P[1][0] = dT*(V[1][1]+dT*V[2][1])+V[1][0]+dT*V[2][0];
|
|
P[1][1] = dT*(V[1][2]+dT*V[2][2])+V[1][1]+G[1]+dT*V[2][1];
|
|
P[1][2] = V[1][2]+dT*V[2][2];
|
|
P[1][3] = V[1][3]+dT*V[2][3];
|
|
P[2][0] = V[2][0]+dT*V[2][1];
|
|
P[2][1] = V[2][1]+dT*V[2][2];
|
|
P[2][2] = V[2][2]+G[2];
|
|
P[2][3] = V[2][3];
|
|
P[3][0] = V[3][0]+dT*V[3][1];
|
|
P[3][1] = V[3][1]+dT*V[3][2];
|
|
P[3][2] = V[3][2];
|
|
P[3][3] = V[3][3]+G[3];
|
|
|
|
if (baro_updated) {
|
|
K[0][0] = -(V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3])+1.0f;
|
|
K[0][1] = ((V[0][2]+V[0][3])*S[0]+dT*(V[1][2]+V[1][3])*S[0])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[1][0] = (V[1][0]*G[2]+V[1][0]*G[3]+V[1][0]*S[1]+V[1][0]*V[2][2]-V[2][0]*V[1][2]+V[1][0]*V[2][3]+V[1][0]*V[3][2]-V[2][0]*V[1][3]-V[1][2]*V[3][0]+V[1][0]*V[3][3]-V[3][0]*V[1][3]+(dT*dT)*V[2][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[2][2]*V[3][1]+(dT*dT)*V[2][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[3][1]*V[2][3]+dT*V[1][1]*G[2]+dT*V[2][0]*G[2]+dT*V[1][1]*G[3]+dT*V[2][0]*G[3]+dT*V[1][1]*S[1]+dT*V[2][0]*S[1]+(dT*dT)*V[2][1]*G[2]+(dT*dT)*V[2][1]*G[3]+(dT*dT)*V[2][1]*S[1]+dT*V[1][1]*V[2][2]-dT*V[1][2]*V[2][1]+dT*V[1][1]*V[2][3]+dT*V[1][1]*V[3][2]+dT*V[2][0]*V[3][2]-dT*V[1][2]*V[3][1]-dT*V[2][1]*V[1][3]-dT*V[3][0]*V[2][2]+dT*V[1][1]*V[3][3]+dT*V[2][0]*V[3][3]-dT*V[3][0]*V[2][3]-dT*V[1][3]*V[3][1])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[1][1] = (V[1][2]*G[0]+V[1][3]*G[0]+V[1][2]*S[0]+V[1][3]*S[0]+V[0][0]*V[1][2]-V[1][0]*V[0][2]+V[0][0]*V[1][3]-V[1][0]*V[0][3]+(dT*dT)*V[0][1]*V[2][2]+(dT*dT)*V[1][0]*V[2][2]-(dT*dT)*V[0][2]*V[2][1]-(dT*dT)*V[2][0]*V[1][2]+(dT*dT)*V[0][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][0]*V[2][3]-(dT*dT)*V[2][0]*V[1][3]-(dT*dT)*V[0][3]*V[2][1]+(dT*dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]-(dT*dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+dT*V[2][2]*G[0]+dT*V[2][3]*G[0]+dT*V[2][2]*S[0]+dT*V[2][3]*S[0]+dT*V[0][0]*V[2][2]+dT*V[0][1]*V[1][2]-dT*V[0][2]*V[1][1]-dT*V[0][2]*V[2][0]+dT*V[0][0]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[1][3]-dT*V[1][1]*V[0][3]-dT*V[2][0]*V[0][3])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[2][0] = (V[2][0]*G[3]-V[3][0]*G[2]+V[2][0]*S[1]+V[2][0]*V[3][2]-V[3][0]*V[2][2]+V[2][0]*V[3][3]-V[3][0]*V[2][3]+dT*V[2][1]*G[3]-dT*V[3][1]*G[2]+dT*V[2][1]*S[1]+dT*V[2][1]*V[3][2]-dT*V[2][2]*V[3][1]+dT*V[2][1]*V[3][3]-dT*V[3][1]*V[2][3])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[2][1] = (V[0][0]*G[2]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]-V[2][0]*V[0][3]+G[0]*G[2]+G[2]*S[0]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[2][3]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[3][0] = (-V[2][0]*G[3]+V[3][0]*G[2]+V[3][0]*S[1]-V[2][0]*V[3][2]+V[3][0]*V[2][2]-V[2][0]*V[3][3]+V[3][0]*V[2][3]-dT*V[2][1]*G[3]+dT*V[3][1]*G[2]+dT*V[3][1]*S[1]-dT*V[2][1]*V[3][2]+dT*V[2][2]*V[3][1]-dT*V[2][1]*V[3][3]+dT*V[3][1]*V[2][3])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
K[3][1] = (V[0][0]*G[3]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[3]+G[3]*S[0]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3])/(V[0][0]*G[2]+V[0][0]*G[3]+V[2][2]*G[0]+V[2][3]*G[0]+V[3][2]*G[0]+V[3][3]*G[0]+V[0][0]*S[1]+V[2][2]*S[0]+V[2][3]*S[0]+V[3][2]*S[0]+V[3][3]*S[0]+V[0][0]*V[2][2]-V[0][2]*V[2][0]+V[0][0]*V[2][3]+V[0][0]*V[3][2]-V[0][2]*V[3][0]-V[2][0]*V[0][3]+V[0][0]*V[3][3]-V[0][3]*V[3][0]+G[0]*G[2]+G[0]*G[3]+G[0]*S[1]+G[2]*S[0]+G[3]*S[0]+S[0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[2][1]+(dT*dT)*V[1][1]*V[2][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][2]-(dT*dT)*V[1][2]*V[3][1]-(dT*dT)*V[2][1]*V[1][3]+(dT*dT)*V[1][1]*V[3][3]-(dT*dT)*V[1][3]*V[3][1]+dT*V[0][1]*G[2]+dT*V[1][0]*G[2]+dT*V[0][1]*G[3]+dT*V[1][0]*G[3]+dT*V[0][1]*S[1]+dT*V[1][0]*S[1]+(dT*dT)*V[1][1]*G[2]+(dT*dT)*V[1][1]*G[3]+(dT*dT)*V[1][1]*S[1]+dT*V[0][1]*V[2][2]+dT*V[1][0]*V[2][2]-dT*V[0][2]*V[2][1]-dT*V[2][0]*V[1][2]+dT*V[0][1]*V[2][3]+dT*V[0][1]*V[3][2]+dT*V[1][0]*V[2][3]+dT*V[1][0]*V[3][2]-dT*V[0][2]*V[3][1]-dT*V[2][0]*V[1][3]-dT*V[0][3]*V[2][1]-dT*V[1][2]*V[3][0]+dT*V[0][1]*V[3][3]+dT*V[1][0]*V[3][3]-dT*V[0][3]*V[3][1]-dT*V[3][0]*V[1][3]);
|
|
|
|
z_new[0] = -K[0][0]*(dT*z[1]-x[0]+z[0])+dT*z[1]-K[0][1]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[0];
|
|
z_new[1] = -K[1][0]*(dT*z[1]-x[0]+z[0])+dT*z[2]-K[1][1]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[1];
|
|
z_new[2] = -K[2][0]*(dT*z[1]-x[0]+z[0])-K[2][1]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[2];
|
|
z_new[3] = -K[3][0]*(dT*z[1]-x[0]+z[0])-K[3][1]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[3];
|
|
|
|
memcpy(z, z_new, sizeof(z_new));
|
|
|
|
V[0][0] = -K[0][1]*P[2][0]-K[0][1]*P[3][0]-P[0][0]*(K[0][0]-1.0f);
|
|
V[0][1] = -K[0][1]*P[2][1]-K[0][1]*P[3][2]-P[0][1]*(K[0][0]-1.0f);
|
|
V[0][2] = -K[0][1]*P[2][2]-K[0][1]*P[3][2]-P[0][2]*(K[0][0]-1.0f);
|
|
V[0][3] = -K[0][1]*P[2][3]-K[0][1]*P[3][3]-P[0][3]*(K[0][0]-1.0f);
|
|
V[1][0] = P[1][0]-K[1][0]*P[0][0]-K[1][1]*P[2][0]-K[1][1]*P[3][0];
|
|
V[1][1] = P[1][1]-K[1][0]*P[0][1]-K[1][1]*P[2][1]-K[1][1]*P[3][2];
|
|
V[1][2] = P[1][2]-K[1][0]*P[0][2]-K[1][1]*P[2][2]-K[1][1]*P[3][2];
|
|
V[1][3] = P[1][3]-K[1][0]*P[0][3]-K[1][1]*P[2][3]-K[1][1]*P[3][3];
|
|
V[2][0] = -K[2][0]*P[0][0]-K[2][1]*P[3][0]-P[2][0]*(K[2][1]-1.0f);
|
|
V[2][1] = -K[2][0]*P[0][1]-K[2][1]*P[3][2]-P[2][1]*(K[2][1]-1.0f);
|
|
V[2][2] = -K[2][0]*P[0][2]-K[2][1]*P[3][2]-P[2][2]*(K[2][1]-1.0f);
|
|
V[2][3] = -K[2][0]*P[0][3]-K[2][1]*P[3][3]-P[2][3]*(K[2][1]-1.0f);
|
|
V[3][0] = -K[3][0]*P[0][0]-K[3][1]*P[2][0]-P[3][0]*(K[3][1]-1.0f);
|
|
V[3][1] = -K[3][0]*P[0][1]-K[3][1]*P[2][1]-P[3][2]*(K[3][1]-1.0f);
|
|
V[3][2] = -K[3][0]*P[0][2]-K[3][1]*P[2][2]-P[3][2]*(K[3][1]-1.0f);
|
|
V[3][3] = -K[3][0]*P[0][3]-K[3][1]*P[2][3]-P[3][3]*(K[3][1]-1.0f);
|
|
|
|
|
|
baro_updated = false;
|
|
} else {
|
|
K[0][0] = (V[0][2]+V[0][3]+dT*V[1][2]+dT*V[1][3])/(V[2][2]+V[2][3]+V[3][2]+V[3][3]+G[2]+G[3]+S[1]);
|
|
K[1][0] = (V[1][2]+V[1][3]+dT*V[2][2]+dT*V[2][3])/(V[2][2]+V[2][3]+V[3][2]+V[3][3]+G[2]+G[3]+S[1]);
|
|
K[2][0] = (V[2][2]+V[2][3]+G[2])/(V[2][2]+V[2][3]+V[3][2]+V[3][3]+G[2]+G[3]+S[1]);
|
|
K[3][0] = (V[3][2]+V[3][3]+G[3])/(V[2][2]+V[2][3]+V[3][2]+V[3][3]+G[2]+G[3]+S[1]);
|
|
|
|
|
|
z_new[0] = dT*z[1]-K[0][0]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[0];
|
|
z_new[1] = dT*z[2]-K[1][0]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[1];
|
|
z_new[2] = -K[2][0]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[2];
|
|
z_new[3] = -K[3][0]*(-x[1]+z[2]+z[3])+z[3];
|
|
|
|
memcpy(z, z_new, sizeof(z_new));
|
|
|
|
V[0][0] = P[0][0]-K[0][0]*P[2][0]-K[0][0]*P[3][0];
|
|
V[0][1] = P[0][1]-K[0][0]*P[2][1]-K[0][0]*P[3][2];
|
|
V[0][2] = P[0][2]-K[0][0]*P[2][2]-K[0][0]*P[3][2];
|
|
V[0][3] = P[0][3]-K[0][0]*P[2][3]-K[0][0]*P[3][3];
|
|
V[1][0] = P[1][0]-K[1][0]*P[2][0]-K[1][0]*P[3][0];
|
|
V[1][1] = P[1][1]-K[1][0]*P[2][1]-K[1][0]*P[3][2];
|
|
V[1][2] = P[1][2]-K[1][0]*P[2][2]-K[1][0]*P[3][2];
|
|
V[1][3] = P[1][3]-K[1][0]*P[2][3]-K[1][0]*P[3][3];
|
|
V[2][0] = -K[2][0]*P[3][0]-P[2][0]*(K[2][0]-1.0f);
|
|
V[2][1] = -K[2][0]*P[3][2]-P[2][1]*(K[2][0]-1.0f);
|
|
V[2][2] = -K[2][0]*P[3][2]-P[2][2]*(K[2][0]-1.0f);
|
|
V[2][3] = -K[2][0]*P[3][3]-P[2][3]*(K[2][0]-1.0f);
|
|
V[3][0] = -K[3][0]*P[2][0]-P[3][0]*(K[3][0]-1.0f);
|
|
V[3][1] = -K[3][0]*P[2][1]-P[3][2]*(K[3][0]-1.0f);
|
|
V[3][2] = -K[3][0]*P[2][2]-P[3][2]*(K[3][0]-1.0f);
|
|
V[3][3] = -K[3][0]*P[2][3]-P[3][3]*(K[3][0]-1.0f);
|
|
}
|
|
|
|
AltHoldSmoothedData altHold;
|
|
AltHoldSmoothedGet(&altHold);
|
|
altHold.Altitude = z[0];
|
|
altHold.Velocity = z[1];
|
|
altHold.Accel = z[2];
|
|
AltHoldSmoothedSet(&altHold);
|
|
|
|
AltHoldSmoothedGet(&altHold);
|
|
|
|
// Verify that we are in altitude hold mode
|
|
FlightStatusData flightStatus;
|
|
FlightStatusGet(&flightStatus);
|
|
if(flightStatus.FlightMode != FLIGHTSTATUS_FLIGHTMODE_ALTITUDEHOLD) {
|
|
running = false;
|
|
}
|
|
|
|
if (!running)
|
|
continue;
|
|
|
|
// Compute the altitude error
|
|
error = (starting_altitude + altitudeHoldDesired.Altitude) - altHold.Altitude;
|
|
|
|
// Compute integral off altitude error
|
|
throttleIntegral += error * altitudeHoldSettings.Ki * dT;
|
|
|
|
// Only update stabilizationDesired less frequently
|
|
if((thisTime - lastUpdateTime) < 20)
|
|
continue;
|
|
|
|
lastUpdateTime = thisTime;
|
|
|
|
// Instead of explicit limit on integral you output limit feedback
|
|
StabilizationDesiredGet(&stabilizationDesired);
|
|
stabilizationDesired.Throttle = error * altitudeHoldSettings.Kp + throttleIntegral -
|
|
altHold.Velocity * altitudeHoldSettings.Kd - altHold.Accel * altitudeHoldSettings.Ka;
|
|
if(stabilizationDesired.Throttle > 1) {
|
|
throttleIntegral -= (stabilizationDesired.Throttle - 1);
|
|
stabilizationDesired.Throttle = 1;
|
|
}
|
|
else if (stabilizationDesired.Throttle < 0) {
|
|
throttleIntegral -= stabilizationDesired.Throttle;
|
|
stabilizationDesired.Throttle = 0;
|
|
}
|
|
|
|
stabilizationDesired.StabilizationMode[STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_ROLL] = STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_ATTITUDE;
|
|
stabilizationDesired.StabilizationMode[STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_PITCH] = STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_ATTITUDE;
|
|
stabilizationDesired.StabilizationMode[STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_YAW] = STABILIZATIONDESIRED_STABILIZATIONMODE_AXISLOCK;
|
|
stabilizationDesired.Roll = altitudeHoldDesired.Roll;
|
|
stabilizationDesired.Pitch = altitudeHoldDesired.Pitch;
|
|
stabilizationDesired.Yaw = altitudeHoldDesired.Yaw;
|
|
StabilizationDesiredSet(&stabilizationDesired);
|
|
|
|
} else if (ev.obj == AltitudeHoldDesiredHandle()) {
|
|
AltitudeHoldDesiredGet(&altitudeHoldDesired);
|
|
}
|
|
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
static void SettingsUpdatedCb(UAVObjEvent * ev)
|
|
{
|
|
AltitudeHoldSettingsGet(&altitudeHoldSettings);
|
|
}
|