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大家好,现在在做基于惯性传感器的人体姿态捕获研究,上位机已经写好,底层算法是参考的四轴解算姿态的程序,但是一般的俯仰角范围都是-90-90度之间的,达不到我想要的全角度范围,我想要的俯仰角是在0-360度之间变化,不知道大家有什么办法。
注:解算姿态采用的是官方的互补滤波算法:
void AHRSupdate(float gx, float gy, float gz, float ax, float ay, float az, float mx, float my, float mz)
{
float norm, halfT;
float hx, hy, hz, bz, by;
float vx, vy, vz, wx, wy, wz;
float ex, ey, ez;
float Pitch, Roll, Yaw;
unsigned char tmp[8];
short int temp[3],test[2];
CanTxMsg TxMessage;
float q0q0 = q0*q0;
float q0q1 = q0*q1;
float q0q2 = q0*q2;
float q0q3 = q0*q3;
float q1q1 = q1*q1;
float q1q2 = q1*q2;
float q1q3 = q1*q3;
float q2q2 = q2*q2;
float q2q3 = q2*q3;
float q3q3 = q3*q3;
//normalise the measurements
norm = invSqrt(ax*ax + ay*ay + az*az);
ax = ax * norm;
ay = ay * norm;
az = az * norm;
norm = invSqrt(mx*mx + my*my + mz*mz);
mx = mx * norm;
my = my * norm;
mz = mz * norm;
/*´Ó»úÌå×ø±êϵµÄµç×ÓÂÞÅ̲⵽µÄʸÁ¿×ª³ÉµØÀí×ø±êϵϵĴų¡Ê¸Á¿hxyz£¨²âÁ¿Öµ£©£¬ÏÂÃæÕâ¸öÊÇ´Ó·ÉÐÐÆ÷×ø±êϵµ½ÊÀ½ç×ø±êϵµÄת»»¹«Ê½*/
//compute reference direction of flux
hx = 2*mx*(0.5 - q2q2 - q3q3) + 2*my*(q1q2 - q0q3) + 2*mz*(q1q3 + q0q2);
hy = 2*mx*(q1q2 + q0q3) + 2*my*(0.5 - q1q1 - q3q3) + 2*mz*(q2q3 - q0q1);
hz = 2*mx*(q1q3 - q0q2) + 2*my*(q2q3 + q0q1) + 2*mz*(0.5 - q1q1 - q2q2);
// bx = sqrtf((hx*hx) + (hy*hy));
by = sqrtf((hx*hx) + (hy*hy));
bz = hz;
// estimated direction of gravity and flux (v and w)£¬ÏÂÃæÕâ¸öÊÇ´ÓÊÀ½ç×ø±êϵµ½·ÉÐÐÆ÷×ø±êϵµÄת»»¹«Ê½(תÖþØÕó)
vx = 2*(q1q3 - q0q2);
vy = 2*(q0q1 + q2q3);
vz = q0q0 - q1q1 - q2q2 + q3q3;
// wx = 2*bx*(0.5 - q2q2 - q3q3) + 2*bz*(q1q3 - q0q2);
// wy = 2*bx*(q1q2 - q0q3) + 2*bz*(q0q1 + q2q3);
// wz = 2*bx*(q0q2 + q1q3) + 2*bz*(0.5 - q1q1 - q2q2);
wx = 2*by*(q1q2 + q0q3) + 2*bz*(q1q3 - q0q2);
wy = 2*by*(0.5 - q1q1 - q3q3) + 2*bz*(q0q1 + q2q3);
wz = 2*by*(q2q3 - q0q1) + 2*bz*(0.5 - q1q1 - q2q2);
ex = (ay*vz - az*vy) + (my*wz - mz*wy);
ey = (az*vx - ax*vz) + (mz*wx - mx*wz);
ez = (ax*vy - ay*vx) + (mx*wy - my*wx);
// // integral error scaled integral gain
// exInt = exInt + ex*Ki;
// eyInt = eyInt + ey*Ki;
// ezInt = ezInt + ez*Ki;
// // adjusted gyroscope measurements
// gx = gx + Kp*ex + exInt;
// gy = gy + Kp*ey + eyInt;
// gz = gz + Kp*ez + ezInt;
halfT=GET_NOWTIME(); //µÃµ½Ã¿´Î×Ë̬¸üеÄÖÜÆÚµÄÒ»°ë
if(ex != 0.0f && ey != 0.0f && ez != 0.0f) //ºÜ¹Ø¼üµÄÒ»¾ä»°£¬ÔË㷨ûÓÐ
{
// integral error scaled integral gain
exInt = exInt + ex*Ki * halfT; //³ËÒÔ²ÉÑùÖÜÆÚµÄÒ»°ë
eyInt = eyInt + ey*Ki * halfT;
ezInt = ezInt + ez*Ki * halfT;
// adjusted gyroscope measurements
gx = gx + Kp*ex + exInt;
gy = gy + Kp*ey + eyInt;
gz = gz + Kp*ez + ezInt;
}
// integrate quaternion rate and normalise£¬ËÄÔªÊý¸üÐÂËã·¨
q0 = q0 + (-q1*gx - q2*gy - q3*gz)*halfT;
q1 = q1 + (q0*gx + q2*gz - q3*gy)*halfT;
q2 = q2 + (q0*gy - q1*gz + q3*gx)*halfT;
q3 = q3 + (q0*gz + q1*gy - q2*gx)*halfT;
// normalise quaternion
norm = invSqrt(q0*q0 + q1*q1 + q2*q2 + q3*q3);
q0 = q0 * norm; //w
q1 = q1 * norm; //x
q2 = q2 * norm; //y
q3 = q3 * norm; //z
Yaw = -atan2(2*q1*q2 - 2*q0*q3, -2 * q1 * q1 - 2 * q3 * q3 + 1) * 57.295780; // 0<Yaw<360
//if(Yaw < 0 ){Yaw = Yaw + 180;}
//if(Yaw > 180 ){Yaw = Yaw - 180;}
Pitch = asin(2*q2*q3 + 2*q0*q1) * 57.295780; // -90<Pitch<90
Roll = -atan2(-2*q0*q2 + 2*q1*q3, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1) * 57.295780; //¹ö¶¯½Ç£¬ÈÆyÖáת¶¯ -180<Roll<180
}
其它不多说了,上上位机图片,上位机用vc2012写的,通过tcp协议与wifi通讯,接收通过wifi转发的传感器数据。
现在主要是姿态求解问题,求大神支招。
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曾经有一段真挚的爱情摆在我的面前,我没有珍惜,现在想起来,还好我没有珍惜……
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