Слияние датчика с компасом и гироскопом: от 0 до 360 градусов - PullRequest
Новая
       87

Слияние датчика с компасом и гироскопом: от 0 до 360 градусов

2 голосов
/ 29 января 2012

Я разрабатываю небольшое приложение для навигации в помещении, в котором я использую гироскоп и компас для ориентации устройства. Я использую гироскоп для сглаживания данных компаса. Мой датчик слияния выглядит следующим образом. Это мой motionHandler, где все происходит. 

// Listen to events from the motionManager
motionHandler = ^ (CMDeviceMotion *motion, NSError *error) {

        __block float heading;
        heading = mHeading;

        CMAttitude *currentAttitude = motion.attitude;

        //Initial heading setting
        if (lastHeading == 0 && heading != 0) {
            updatedHeading = heading;
        }
        lastHeading = heading;

        if (oldQuaternion.w != 0 || oldQuaternion.x != 0 || oldQuaternion.y != 0 || oldQuaternion.z != 0){
            diffQuaternion = [self multiplyQuaternions:[self inverseQuaternion:oldQuaternion] :currentAttitude.quaternion];
            diffQuaternion = [self normalizeQuaternion:diffQuaternion];
        }            
        oldQuaternion = currentAttitude.quaternion;

        diffYaw = RADIANS_TO_DEGREES([self yawFromQuaternion:diffQuaternion]);         

        quaternion = currentAttitude.quaternion;

        //Get Pitch
        rpy.pitch = -[self pitchFromQuaternion:quaternion];
        rpy.pitch += M_PI/2;                        

        //Use Yaw-Difference for Heading
        updatedHeading = updatedHeading - diffYaw;

        //Heading has to be between 0 and 360 degrees
        if (updatedHeading < 0) {
            updatedHeading = 360 + updatedHeading;
        }
        else if (updatedHeading > 360) {
            updatedHeading -= 360;
        }

        //fusionate gyro estimated heading with new magneticHeading
        updatedHeading = (19.0*updatedHeading + 1.0*heading)/20.0;

        //generate queternion
        rotation = [self createFromAxisAngle:0 :rpy.pitch :DEGREES_TO_RADIANS(updatedHeading)];
    };

Фактическая формула слияния сенсоров следующая: updatedHeading = (19.0*updatedHeading + 1.0*heading)/20.0;. И это моя функция didUpdateHeading, которая получает новейшую информацию о заголовке: 

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateHeading:(CLHeading *)newHeading
{
    // Get new heading
    mHeading = newHeading.magneticHeading;    

    mHeading += 90;

    if (mHeading > 360) {
        mHeading -= 360;
    }
}

diffYaw - изменение курса, вычисленное гироскопом. rotation это последний кватернион. Это прекрасно работает, за исключением одного конкретного случая: при переходе между 0 и 360 градусами.

Если updatedHeading близко, но меньше 360, а mHeading чуть выше 0, результат перемещается по кругу. Например, если updatedHeading = 355 и mHeading = 5, правильный результат должен быть между 360 и 5. Но моя формула вычисляет 337,5 градусов, что явно совершенно неверно!

Должны быть какие-то общие обходные пути для этой проблемы, я думаю ...

1 Ответ

1 голос
/ 12 марта 2012

Я обычно делаю что-то вроде следующего в этих типах вычисления углов: 

updatedHeading -= angleDiff(updatedHeading, mHeading) * 0.05;

где angleDiff (): 

double angleDiff( double angle1, double angle2 )
{
    double angle = angle1 - angle2;
    if( angle > 180 ) {
        angle -= 360;
    } else if( angle <= -180 ) {
        angle += 360;
    }
    return angle;
}

Возможно, вы захотите получить обновление заголовка в диапазоне 0-360, после этого: 

updatedHeading = fmod( updatedHeading + 360, 360 );

Ваш пример дает 355,5 с этим вычислением.

...