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