mahony算法c语言

时间: 2023-07-26 17:20:13 浏览: 67
Mahony算法是一种常见的姿态估计算法,C语言的实现如下: ```c #include <math.h> #define PI 3.14159265358979323846f typedef struct { float q0; float q1; float q2; float q3; } Quaternion; void MahonyAHRSupdateIMU(float gx, float gy, float gz, float ax, float ay, float az, Quaternion *q, float sampleFreq, float Kp, float Ki) { float recipNorm; float hx, hy, bx, bz; float vx, vy, vz, ex, ey, ez; float qa, qb, qc; float integralFBx = 0.0f, integralFBy = 0.0f, integralFBz = 0.0f; // Convert gyroscope degrees/sec to radians/sec gx *= PI/180.0f; gy *= PI/180.0f; gz *= PI/180.0f; // Compute feedback only if accelerometer measurement valid (avoids NaN in accelerometer normalisation) if(!(ax == 0.0f && ay == 0.0f && az == 0.0f)) { // Normalise accelerometer measurement recipNorm = 1.0f/sqrtf(ax*ax + ay*ay + az*az); ax *= recipNorm; ay *= recipNorm; az *= recipNorm; // Estimated direction of gravity and magnetic field vx = 2.0f*(q->q1*q->q3 - q->q0*q->q2); vy = 2.0f*(q->q0*q->q1 + q->q2*q->q3); vz = q->q0*q->q0 - q->q1*q->q1 - q->q2*q->q2 + q->q3*q->q3; // Error is cross product between estimated direction and measured direction of gravity ex = (ay*vz - az*vy); ey = (az*vx - ax*vz); ez = (ax*vy - ay*vx); // Compute and apply integral feedback if enabled if(Ki > 0.0f) { integralFBx += Ki*ex/sampleFreq; integralFBy += Ki*ey/sampleFreq; integralFBz += Ki*ez/sampleFreq; gx += integralFBx; gy += integralFBy; gz += integralFBz; } else { integralFBx = 0.0f; integralFBy = 0.0f; integralFBz = 0.0f; } // Apply proportional feedback gx += Kp*ex; gy += Kp*ey; gz += Kp*ez; } // Integrate rate of change of quaternion gx *= (0.5f/sampleFreq); // pre-multiply common factors gy *= (0.5f/sampleFreq); gz *= (0.5f/sampleFreq); qa = q->q0; qb = q->q1; qc = q->q2; q->q0 += (-qb*gx - qc*gy - q->q3*gz); q->q1 += (qa*gx + qc*gz - q->q3*gy); q->q2 += (qa*gy - qb*gz + q->q3*gx); q->q3 += (qa*gz + qb*gy - qc*gx); // Normalise quaternion recipNorm = 1.0f/sqrtf(q->q0*q->q0 + q->q1*q->q1 + q->q2*q->q2 + q->q3*q->q3); q->q0 *= recipNorm; q->q1 *= recipNorm; q->q2 *= recipNorm; q->q3 *= recipNorm; } ``` 其中,`gx, gy, gz`为陀螺仪测量值,`ax, ay, az`为加速度计测量值,`q`为四元数,`sampleFreq`为采样频率,`Kp`为比例增益,`Ki`为积分增益。调用该函数即可对四元数进行更新,从而得到姿态估计结果。

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