DIY自动返航OSD正式开始，挖个坑，慢慢填日志~~~

dstdx72 · 发表于 2010-12-8 21:18

原帖由 ian11122840 于 2010-12-8 20:35 发表
老哥，传感器信号要经过处理的，位数高只是分辨率高，与精度无关~~

建议看下《匠人手记》吧，里面有很多种滤波处理方法

不过你既然连这个都不熟，有点悬啊...

AD位数与最终积分精度有关的
比如2103的10位AD，Vref=3.0V，那么最小分度电压值为3V/1024=2.92mV
那么陀螺仪传感器输出的低于2.92mV的变化例如1.8mV的变化信号就会被忽略掉
如此反复积分，误差就积累起来了，而且这个误差相当可观，导致陀螺仪的可用时间大大减少
假如用12位AD，那么最小分度值为3/4096=0.73mV,1mV的电压变化都不会被漏掉
虽然同时采集到的噪声会增加，但噪声本身是白平衡的，不会造成累计误差，问题不是很大
于是陀螺仪的可用时间会延长。

例如，假设在10位AD下静飘为10秒/度，那么用12位AD理论上就会延长4倍，达到40秒/度
于是程序对陀螺仪的修正周期就可以延长4倍了

ian11122840 · 发表于 2010-12-9 12:41

老大，看看这个帖子吧，德国MK的四轴开源项目的讨论帖：
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3348262&bbs_page_no=1&search_mode=1&search_text=算法&bbs_id=1025

MK的融合代码主要做了3件事：
第一件是即时融合，就是实时地根据加速度计的数值反推出陀螺仪积分应有的数值，然后根据当前的陀螺仪积分进行调整。

第二件是长期融合，在代码里它用0.5秒的时间采集加速度计的数据，然后到0.5秒时对这些数据进行平均，依此来得到一个相对稳定的加速度计数值。根据这个数值来相对准确地知道四轴这0.5秒的姿态，然后再修整调整量，做到自动稳定到平衡位置。

第三件是根据调整量的大小，决定是否需要修改陀螺仪中立点。这部分我目前还搞不太明白，所以先暂且不提。有前2部分已经可以做到让四轴稳定到LAMA的程度了。

归根结底，是要用加速度计去算法修正陀螺仪的积分。
呵呵，我经常在四轴论坛逛，所以对这个比较熟一点。

[ 本帖最后由 ian11122840 于 2010-12-9 12:45 编辑 ]

dstdx72 · 发表于 2010-12-9 17:59

原帖由 ian11122840 于 2010-12-9 12:41 发表
老大，看看这个帖子吧，德国MK的四轴开源项目的讨论帖：
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3348262&bbs_page_no=1&search_mode=1&search_text=算法&bbs_id=1025

MK的融合代码主要做了3件事：
...

老弟，你发的这个图哪年就看过了，顺便给你说下，这个框图是忽悠人的。
因为它的修正系数是定值（<1），而修正的输入参数又是误差，因此输出的修正量始终是小于误差的
所以最终结果必然是误差越来越大
简而言之，这个模型的传输函数是发散的，不能收敛，所以是行不通的

肯定要用加速度计来修正陀螺，修正算法才是关键

dstdx72 · 发表于 2010-12-9 18:02

今天把硬件部分调试成功，现在开始做融合算法
AD采样出来的噪声好大，居然达到了5mv！
LPC2103的AD确实做得太尴尬了~~~

dstdx72 · 发表于 2010-12-9 18:09

MK的融合方式太简单，估计不适合固定翼，它是通过加速度计的平均采样值作为水平的参照依据，这对于不会长时间加减速和在大风中飞行的4轴来说问题不会太大，最多不过导致稳定性差点，飞起来摇摇摆摆，但对于固定翼麻烦就大了去了，严重时甚至可能导致炸机

因此固定翼上不能用这样简单的办法去修正陀螺的

争取1周左右把算法部分完成，周末去试验

新兵蛋子 · 发表于 2010-12-9 18:47

留个记号

dstdx72 · 发表于 2010-12-10 20:47

:em25: 算法部分果然难啊

前面个老哥说得不错，要显式计算姿态角度，必须用四元数来表达旋转，欧拉角表示会有计算死角

看来只有搞简单版本的PID调节

不打算显式计算姿态了，否则lpc2103吃不消
内核时钟240MHz的时候，这家伙搞点三角函数运算都很吃力，几个角度计算下来居然要0.几秒，加上舵机控制和串口数据通讯开销，实时运算看来是不可能的了
早知如此，该搞个强点的CPU

[ 本帖最后由 dstdx72 于 2010-12-10 20:49 编辑 ]

八风舞 · 发表于 2010-12-12 01:43

重复劳动,毫无创新;
舍本逐末,缘木求鱼;
飞机平衡,要建模型;
汝若有才,精确制导;
坦克火炮,运动瞄准;
学以致用,勿荒青春;
良言苦口,谏者无罪.

gxlzzsw · 发表于 2010-12-13 23:18

强烈支持LZ的探索精神，祝LZ早日成功！:em26:

darxide · 发表于 2010-12-13 23:40

原帖由 dstdx72 于 2010-12-10 20:47 发表
:em25: 算法部分果然难啊

前面个老哥说得不错，要显式计算姿态角度，必须用四元数来表达旋转，欧拉角表示会有计算死角

看来只有搞简单版本的PID调节

不打算显式计算姿态了，否则lpc2103吃不消
内核时钟240 ...

三角函数……我觉得参数定点化、查表比较好，精确到1°的话查找表不大，代价就是一次内存访问、快得很；更高精度吃内存就是了，时间没变化。
本身库的实现一般就是泰勒级数展开，照着做不会有太多速度提升；而且拿定点处理器算浮点，基本加减乘除的开销都是非常大的。

[ 本帖最后由 darxide 于 2010-12-13 23:46 编辑 ]

ian11122840 · 发表于 2010-12-14 11:28

高手都是用查表的哦~~
呵呵，甚至很多常用的函数都可以用查表做:em15:

还有我那个框图是很多事实证明可以用的哈，那个叫四两拔千斤~你去那个帖子里仔细体会下，读完了再说

darxide · 发表于 2010-12-14 14:35

那图只是把俩读数加权平均一下而已，片子比较慢、没法用复杂算法的话拿来对付一下还成。同时仅限四轴这种基本都在悬停的机子使用，固定翼用不成。

[ 本帖最后由 darxide 于 2010-12-14 14:37 编辑 ]

dstdx72 · 发表于 2010-12-14 19:35

原帖由 darxide 于 2010-12-13 23:40 发表

三角函数……我觉得参数定点化、查表比较好，精确到1°的话查找表不大，代价就是一次内存访问、快得很；更高精度吃内存就是了，时间没变化。
本身库的实现一般就是泰勒级数展开，照着做不会有太多速度提升；而且 ...

这个主意绝对好！十分感谢！:em00: 主要本人用单片机搞运算的场合用的少，这些技巧比较缺乏。只要存储器够用，这个点子是又快又精确，佩服佩服！

dstdx72 · 发表于 2010-12-14 20:02

原帖由 ian11122840 于 2010-12-14 11:28 发表
高手都是用查表的哦~~
呵呵，甚至很多常用的函数都可以用查表做:em15:

还有我那个框图是很多事实证明可以用的哈，那个叫四两拔千斤~你去那个帖子里仔细体会下，读完了再说

哈哈~~你发那个链接老早就看过了，里面说到点子上的基本没有，有的是大家基本都知道的“把加速度数据和陀螺数据融合”，但具体怎么个融合法，说得也是含含糊糊的
至于这个框图呢，我再明确告诉你一次，它是不能用的，连陀螺静态漂移都克服不了：
f(t)=f(t0)+I(t)-(I(t)-a)*k，其中t0为上一时刻，t为当前时刻，f( )为融合后角度，I(t)为t时刻偏移t0时刻的积分角度，a为加速度计输出的角度，k为增益<1，那么这个函数是发散的，不能收敛于a
不管函数怎么构造，它必须随着时间变量t增加，收敛于加速度计输出角度a，才能起到用加速度计修正陀螺漂移的作用，也就是从图形上看，f(t)必须不断靠近a才行

年轻人，不要看着什么感觉可行，就去拿来不加修改就用，这样是不行的

MK的四轴平衡算法，绝不是你发的框图那么简单，嘿嘿