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C 陀螺仪和加速度的值卡尔曼滤波融合

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楼主
ID:140343 发表于 2016-9-25 10:55 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
arduino的卡尔曼滤波融合算法,非原创,我只是封装了算法。

H文件:
/*
* KalmanFilter.h
* Non-original
* Author: x2d
* Copyright (c) 2012 China
*
*/

#ifndef KalmanFilter_h
#define KalmanFilter_h

#include <WProgram.h>

class KalmanFilter
{
  public:
  KalmanFilter();
  
  /*
    卡尔曼融合计算
    angle_m: 加速度计测量并通过atan2(ax,ay)方法计算得到的角度(弧度值)
    gyro_m:陀螺仪测量的角速度值(弧度值)
    dt:采样时间(s)
    outAngle:卡尔曼融合计算出的角度(弧度值)
    outAngleDot:卡尔曼融合计算出的角速度(弧度值)
  */
  void getValue(double angle_m, double gyro_m, double dt, double &outAngle, double &outAngleDot);
  
  private:
  double C_0, Q_angle, Q_gyro, R_angle;
  double q_bias, angle_err, PCt_0, PCt_1, E, K_0, K_1, t_0, t_1;
  double angle, angle_dot;
  double P[2][2];
  double Pdot[4];
};

CPP文件:
/*
* KalmanFilter.cpp
* Non-original
* Author: x2d
* Copyright (c) 2012 China
*
*/

#include "KalmanFilter.h"

KalmanFilter::KalmanFilter()
{
   C_0 = 1.0f;
   Q_angle = 0.001f;
   Q_gyro = 0.003f;
   R_angle = 0.5f;
   q_bias = angle_err = PCt_0 = PCt_1 = E = K_0 = K_1 = t_0 = t_1 = 0.0f;
   angle = angle_dot = 0.0f;
   P[0][0] = 1.0f;
   P[0][1] = 0.0f;
   P[1][0] = 0.0f;
   P[1][1] = 1.0f;
   Pdot[0] = 0.0f;
   Pdot[1] = 0.0f;
   Pdot[2] = 0.0f;
   Pdot[3] = 0.0f;
}

void  KalmanFilter::getValue(double angle_m, double gyro_m, double dt, double &outAngle, double &outAngleDot)
{
/*
  Serial.print("angle_m = ");
  Serial.print(angle_m);
  Serial.print(";");
  Serial.print("gyro_m = ");
  Serial.print(gyro_m);
  Serial.print(";");
*/

  angle+=(gyro_m-q_bias) * dt;
  angle_err = angle_m - angle;
  Pdot[0] = Q_angle - P[0][1] - P[1][0];
  Pdot[1] = -P[1][1];
  Pdot[2] = -P[1][1];
  Pdot[3] = Q_gyro;
  P[0][0] += Pdot[0] * dt;
  P[0][1] += Pdot[1] * dt;
  P[1][0] += Pdot[2] * dt;
  P[1][1] += Pdot[3] * dt;
  PCt_0 = C_0 * P[0][0];
  PCt_1 = C_0 * P[1][0];
  E = R_angle + C_0 * PCt_0;
  K_0 = PCt_0 / E;
  K_1 = PCt_1 / E;
  t_0 = PCt_0;
  t_1 = C_0 * P[0][1];
  P[0][0] -= K_0 * t_0;
  P[0][1] -= K_0 * t_1;
  P[1][0] -= K_1 * t_0;
  P[1][1] -= K_1 * t_1;
  angle += K_0 * angle_err;
  q_bias += K_1 * angle_err;
  angle_dot = gyro_m-q_bias;
  
  outAngle = angle;
  outAngleDot = angle_dot;
/*
  Serial.print("angle = ");
  Serial.print(angle);
  Serial.print(";");
  Serial.print("angle_dot = ");
  Serial.print(angle_dot);
  Serial.print(";");
*/
}
#endif

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沙发
ID:142965 发表于 2016-10-17 22:55 | 只看该作者
你好    非常感谢的你的资料
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板凳
ID:274513 发表于 2018-1-10 20:31 | 只看该作者
gyro_m:陀螺仪测量的角速度值(弧度值)  

gyro_m 的值 是怎么计算出来的?
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地板
ID:284205 发表于 2018-5-3 00:25 | 只看该作者
请教#include <WProgram.h>这行里   WProgram.h是什么作用的文件?
帖子里没看到有提到这个WProgram.h


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