diff --git a/CMakeLists.txt b/CMakeLists.txt index 140c8500bd..735354cd15 100644 --- a/CMakeLists.txt +++ b/CMakeLists.txt @@ -127,7 +127,7 @@ if(CMAKE_SOURCE_DIR STREQUAL PROJECT_SOURCE_DIR) include(ExternalProject) ExternalProject_Add(matrix GIT_REPOSITORY "https://github.com/PX4/Matrix.git" - GIT_TAG 60c9c99dcc44ea12bed0c3f9b95d01e2aa6d7d9e + GIT_TAG 2f6398168d04451998cbb60b44d7f4898279caf0 UPDATE_COMMAND "" PATCH_COMMAND "" CONFIGURE_COMMAND "" diff --git a/EKF/airspeed_fusion.cpp b/EKF/airspeed_fusion.cpp index 4e45ae3c48..84e2c1d028 100644 --- a/EKF/airspeed_fusion.cpp +++ b/EKF/airspeed_fusion.cpp @@ -90,7 +90,7 @@ void Ekf::fuseAirspeed() H_TAS[23] = -SH_TAS[1]; // We don't want to update the innovation variance if the calculation is ill conditioned - float _airspeed_innov_var_temp = (R_TAS + SH_TAS[2]*(P[4][4]*SH_TAS[2] + P[5][4]*SH_TAS[1] - P[22][4]*SH_TAS[2] - P[23][4]*SH_TAS[1] + P[6][4]*vd*SH_TAS[0]) + SH_TAS[1]*(P[4][5]*SH_TAS[2] + P[5][5]*SH_TAS[1] - P[22][5]*SH_TAS[2] - P[23][5]*SH_TAS[1] + P[6][5]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[2]*(P[4][22]*SH_TAS[2] + P[5][22]*SH_TAS[1] - P[22][22]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[1] + P[6][22]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[1]*(P[4][23]*SH_TAS[2] + P[5][23]*SH_TAS[1] - P[22][23]*SH_TAS[2] - P[23][23]*SH_TAS[1] + P[6][23]*vd*SH_TAS[0]) + vd*SH_TAS[0]*(P[4][6]*SH_TAS[2] + P[5][6]*SH_TAS[1] - P[22][6]*SH_TAS[2] - P[23][6]*SH_TAS[1] + P[6][6]*vd*SH_TAS[0])); + float _airspeed_innov_var_temp = (R_TAS + SH_TAS[2]*(P(4,4)*SH_TAS[2] + P(5,4)*SH_TAS[1] - P(22,4)*SH_TAS[2] - P(23,4)*SH_TAS[1] + P(6,4)*vd*SH_TAS[0]) + SH_TAS[1]*(P(4,5)*SH_TAS[2] + P(5,5)*SH_TAS[1] - P(22,5)*SH_TAS[2] - P(23,5)*SH_TAS[1] + P(6,5)*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[2]*(P(4,22)*SH_TAS[2] + P(5,22)*SH_TAS[1] - P(22,22)*SH_TAS[2] - P(23,22)*SH_TAS[1] + P(6,22)*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[1]*(P(4,23)*SH_TAS[2] + P(5,23)*SH_TAS[1] - P(22,23)*SH_TAS[2] - P(23,23)*SH_TAS[1] + P(6,23)*vd*SH_TAS[0]) + vd*SH_TAS[0]*(P(4,6)*SH_TAS[2] + P(5,6)*SH_TAS[1] - P(22,6)*SH_TAS[2] - P(23,6)*SH_TAS[1] + P(6,6)*vd*SH_TAS[0])); if (_airspeed_innov_var_temp >= R_TAS) { // Check for badly conditioned calculation SK_TAS[0] = 1.0f / _airspeed_innov_var_temp; @@ -124,31 +124,31 @@ void Ekf::fuseAirspeed() } else { // we have no other source of aiding, so use airspeed measurements to correct states - Kfusion[0] = SK_TAS[0]*(P[0][4]*SH_TAS[2] - P[0][22]*SH_TAS[2] + P[0][5]*SK_TAS[1] - P[0][23]*SK_TAS[1] + P[0][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[1] = SK_TAS[0]*(P[1][4]*SH_TAS[2] - P[1][22]*SH_TAS[2] + P[1][5]*SK_TAS[1] - P[1][23]*SK_TAS[1] + P[1][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[2] = SK_TAS[0]*(P[2][4]*SH_TAS[2] - P[2][22]*SH_TAS[2] + P[2][5]*SK_TAS[1] - P[2][23]*SK_TAS[1] + P[2][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[3] = SK_TAS[0]*(P[3][4]*SH_TAS[2] - P[3][22]*SH_TAS[2] + P[3][5]*SK_TAS[1] - P[3][23]*SK_TAS[1] + P[3][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[4] = SK_TAS[0]*(P[4][4]*SH_TAS[2] - P[4][22]*SH_TAS[2] + P[4][5]*SK_TAS[1] - P[4][23]*SK_TAS[1] + P[4][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[5] = SK_TAS[0]*(P[5][4]*SH_TAS[2] - P[5][22]*SH_TAS[2] + P[5][5]*SK_TAS[1] - P[5][23]*SK_TAS[1] + P[5][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[6] = SK_TAS[0]*(P[6][4]*SH_TAS[2] - P[6][22]*SH_TAS[2] + P[6][5]*SK_TAS[1] - P[6][23]*SK_TAS[1] + P[6][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[7] = SK_TAS[0]*(P[7][4]*SH_TAS[2] - P[7][22]*SH_TAS[2] + P[7][5]*SK_TAS[1] - P[7][23]*SK_TAS[1] + P[7][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[8] = SK_TAS[0]*(P[8][4]*SH_TAS[2] - P[8][22]*SH_TAS[2] + P[8][5]*SK_TAS[1] - P[8][23]*SK_TAS[1] + P[8][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[9] = SK_TAS[0]*(P[9][4]*SH_TAS[2] - P[9][22]*SH_TAS[2] + P[9][5]*SK_TAS[1] - P[9][23]*SK_TAS[1] + P[9][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[10] = SK_TAS[0]*(P[10][4]*SH_TAS[2] - P[10][22]*SH_TAS[2] + P[10][5]*SK_TAS[1] - P[10][23]*SK_TAS[1] + P[10][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[11] = SK_TAS[0]*(P[11][4]*SH_TAS[2] - P[11][22]*SH_TAS[2] + P[11][5]*SK_TAS[1] - P[11][23]*SK_TAS[1] + P[11][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[12] = SK_TAS[0]*(P[12][4]*SH_TAS[2] - P[12][22]*SH_TAS[2] + P[12][5]*SK_TAS[1] - P[12][23]*SK_TAS[1] + P[12][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[13] = SK_TAS[0]*(P[13][4]*SH_TAS[2] - P[13][22]*SH_TAS[2] + P[13][5]*SK_TAS[1] - P[13][23]*SK_TAS[1] + P[13][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[14] = SK_TAS[0]*(P[14][4]*SH_TAS[2] - P[14][22]*SH_TAS[2] + P[14][5]*SK_TAS[1] - P[14][23]*SK_TAS[1] + P[14][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[15] = SK_TAS[0]*(P[15][4]*SH_TAS[2] - P[15][22]*SH_TAS[2] + P[15][5]*SK_TAS[1] - P[15][23]*SK_TAS[1] + P[15][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[16] = SK_TAS[0]*(P[16][4]*SH_TAS[2] - P[16][22]*SH_TAS[2] + P[16][5]*SK_TAS[1] - P[16][23]*SK_TAS[1] + P[16][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[17] = SK_TAS[0]*(P[17][4]*SH_TAS[2] - P[17][22]*SH_TAS[2] + P[17][5]*SK_TAS[1] - P[17][23]*SK_TAS[1] + P[17][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[18] = SK_TAS[0]*(P[18][4]*SH_TAS[2] - P[18][22]*SH_TAS[2] + P[18][5]*SK_TAS[1] - P[18][23]*SK_TAS[1] + P[18][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[19] = SK_TAS[0]*(P[19][4]*SH_TAS[2] - P[19][22]*SH_TAS[2] + P[19][5]*SK_TAS[1] - P[19][23]*SK_TAS[1] + P[19][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[20] = SK_TAS[0]*(P[20][4]*SH_TAS[2] - P[20][22]*SH_TAS[2] + P[20][5]*SK_TAS[1] - P[20][23]*SK_TAS[1] + P[20][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[21] = SK_TAS[0]*(P[21][4]*SH_TAS[2] - P[21][22]*SH_TAS[2] + P[21][5]*SK_TAS[1] - P[21][23]*SK_TAS[1] + P[21][6]*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[0] = SK_TAS[0]*(P(0,4)*SH_TAS[2] - P(0,22)*SH_TAS[2] + P(0,5)*SK_TAS[1] - P(0,23)*SK_TAS[1] + P(0,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[1] = SK_TAS[0]*(P(1,4)*SH_TAS[2] - P(1,22)*SH_TAS[2] + P(1,5)*SK_TAS[1] - P(1,23)*SK_TAS[1] + P(1,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[2] = SK_TAS[0]*(P(2,4)*SH_TAS[2] - P(2,22)*SH_TAS[2] + P(2,5)*SK_TAS[1] - P(2,23)*SK_TAS[1] + P(2,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[3] = SK_TAS[0]*(P(3,4)*SH_TAS[2] - P(3,22)*SH_TAS[2] + P(3,5)*SK_TAS[1] - P(3,23)*SK_TAS[1] + P(3,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[4] = SK_TAS[0]*(P(4,4)*SH_TAS[2] - P(4,22)*SH_TAS[2] + P(4,5)*SK_TAS[1] - P(4,23)*SK_TAS[1] + P(4,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[5] = SK_TAS[0]*(P(5,4)*SH_TAS[2] - P(5,22)*SH_TAS[2] + P(5,5)*SK_TAS[1] - P(5,23)*SK_TAS[1] + P(5,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[6] = SK_TAS[0]*(P(6,4)*SH_TAS[2] - P(6,22)*SH_TAS[2] + P(6,5)*SK_TAS[1] - P(6,23)*SK_TAS[1] + P(6,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[7] = SK_TAS[0]*(P(7,4)*SH_TAS[2] - P(7,22)*SH_TAS[2] + P(7,5)*SK_TAS[1] - P(7,23)*SK_TAS[1] + P(7,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[8] = SK_TAS[0]*(P(8,4)*SH_TAS[2] - P(8,22)*SH_TAS[2] + P(8,5)*SK_TAS[1] - P(8,23)*SK_TAS[1] + P(8,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[9] = SK_TAS[0]*(P(9,4)*SH_TAS[2] - P(9,22)*SH_TAS[2] + P(9,5)*SK_TAS[1] - P(9,23)*SK_TAS[1] + P(9,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[10] = SK_TAS[0]*(P(10,4)*SH_TAS[2] - P(10,22)*SH_TAS[2] + P(10,5)*SK_TAS[1] - P(10,23)*SK_TAS[1] + P(10,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[11] = SK_TAS[0]*(P(11,4)*SH_TAS[2] - P(11,22)*SH_TAS[2] + P(11,5)*SK_TAS[1] - P(11,23)*SK_TAS[1] + P(11,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[12] = SK_TAS[0]*(P(12,4)*SH_TAS[2] - P(12,22)*SH_TAS[2] + P(12,5)*SK_TAS[1] - P(12,23)*SK_TAS[1] + P(12,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[13] = SK_TAS[0]*(P(13,4)*SH_TAS[2] - P(13,22)*SH_TAS[2] + P(13,5)*SK_TAS[1] - P(13,23)*SK_TAS[1] + P(13,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[14] = SK_TAS[0]*(P(14,4)*SH_TAS[2] - P(14,22)*SH_TAS[2] + P(14,5)*SK_TAS[1] - P(14,23)*SK_TAS[1] + P(14,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[15] = SK_TAS[0]*(P(15,4)*SH_TAS[2] - P(15,22)*SH_TAS[2] + P(15,5)*SK_TAS[1] - P(15,23)*SK_TAS[1] + P(15,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[16] = SK_TAS[0]*(P(16,4)*SH_TAS[2] - P(16,22)*SH_TAS[2] + P(16,5)*SK_TAS[1] - P(16,23)*SK_TAS[1] + P(16,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[17] = SK_TAS[0]*(P(17,4)*SH_TAS[2] - P(17,22)*SH_TAS[2] + P(17,5)*SK_TAS[1] - P(17,23)*SK_TAS[1] + P(17,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[18] = SK_TAS[0]*(P(18,4)*SH_TAS[2] - P(18,22)*SH_TAS[2] + P(18,5)*SK_TAS[1] - P(18,23)*SK_TAS[1] + P(18,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[19] = SK_TAS[0]*(P(19,4)*SH_TAS[2] - P(19,22)*SH_TAS[2] + P(19,5)*SK_TAS[1] - P(19,23)*SK_TAS[1] + P(19,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[20] = SK_TAS[0]*(P(20,4)*SH_TAS[2] - P(20,22)*SH_TAS[2] + P(20,5)*SK_TAS[1] - P(20,23)*SK_TAS[1] + P(20,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[21] = SK_TAS[0]*(P(21,4)*SH_TAS[2] - P(21,22)*SH_TAS[2] + P(21,5)*SK_TAS[1] - P(21,23)*SK_TAS[1] + P(21,6)*vd*SH_TAS[0]); } - Kfusion[22] = SK_TAS[0]*(P[22][4]*SH_TAS[2] - P[22][22]*SH_TAS[2] + P[22][5]*SK_TAS[1] - P[22][23]*SK_TAS[1] + P[22][6]*vd*SH_TAS[0]); - Kfusion[23] = SK_TAS[0]*(P[23][4]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[2] + P[23][5]*SK_TAS[1] - P[23][23]*SK_TAS[1] + P[23][6]*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[22] = SK_TAS[0]*(P(22,4)*SH_TAS[2] - P(22,22)*SH_TAS[2] + P(22,5)*SK_TAS[1] - P(22,23)*SK_TAS[1] + P(22,6)*vd*SH_TAS[0]); + Kfusion[23] = SK_TAS[0]*(P(23,4)*SH_TAS[2] - P(23,22)*SH_TAS[2] + P(23,5)*SK_TAS[1] - P(23,23)*SK_TAS[1] + P(23,6)*vd*SH_TAS[0]); // Calculate measurement innovation @@ -176,7 +176,7 @@ void Ekf::fuseAirspeed() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[5]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -188,12 +188,12 @@ void Ekf::fuseAirspeed() KH[4] = Kfusion[row] * H_TAS[23]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[4][column]; - tmp += KH[1] * P[5][column]; - tmp += KH[2] * P[6][column]; - tmp += KH[3] * P[22][column]; - tmp += KH[4] * P[23][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(4,column); + tmp += KH[1] * P(5,column); + tmp += KH[2] * P(6,column); + tmp += KH[3] * P(22,column); + tmp += KH[4] * P(23,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -203,10 +203,9 @@ void Ekf::fuseAirspeed() _fault_status.flags.bad_airspeed = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -222,7 +221,7 @@ void Ekf::fuseAirspeed() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } @@ -244,8 +243,8 @@ void Ekf::get_wind_velocity(float *wind) void Ekf::get_wind_velocity_var(float *wind_var) { - wind_var[0] = P[22][22]; - wind_var[1] = P[23][23]; + wind_var[0] = P(22,22); + wind_var[1] = P(23,23); } void Ekf::get_true_airspeed(float *tas) diff --git a/EKF/control.cpp b/EKF/control.cpp index 76b865acbe..fd09ea9989 100644 --- a/EKF/control.cpp +++ b/EKF/control.cpp @@ -613,7 +613,7 @@ void Ekf::controlGpsFusion() if (_mag_inhibit_yaw_reset_req) { _mag_inhibit_yaw_reset_req = false; // Zero the yaw bias covariance and set the variance to the initial alignment uncertainty - setDiag(P, 12, 12, sq(_params.switch_on_gyro_bias * FILTER_UPDATE_PERIOD_S)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(12, sq(_params.switch_on_gyro_bias * FILTER_UPDATE_PERIOD_S)); } } @@ -862,7 +862,7 @@ void Ekf::controlHeightSensorTimeouts() const baroSample &baro_init = _baro_buffer.get_newest(); bool baro_data_fresh = ((_time_last_imu - baro_init.time_us) < 2 * BARO_MAX_INTERVAL); float baro_innov = _state.pos(2) - (_hgt_sensor_offset - baro_init.hgt + _baro_hgt_offset); - bool baro_data_consistent = fabsf(baro_innov) < (sq(_params.baro_noise) + P[9][9]) * sq(_params.baro_innov_gate); + bool baro_data_consistent = fabsf(baro_innov) < (sq(_params.baro_noise) + P(9,9)) * sq(_params.baro_innov_gate); // if baro data is acceptable and GPS data is inaccurate, reset height to baro bool reset_to_baro = baro_data_consistent && baro_data_fresh && !_baro_hgt_faulty && !gps_hgt_accurate; diff --git a/EKF/covariance.cpp b/EKF/covariance.cpp index d75fe2a5e3..1f3f0176d2 100644 --- a/EKF/covariance.cpp +++ b/EKF/covariance.cpp @@ -48,11 +48,7 @@ void Ekf::initialiseCovariance() { - for (unsigned i = 0; i < _k_num_states; i++) { - for (unsigned j = 0; j < _k_num_states; j++) { - P[i][j] = 0.0f; - } - } + P.zero(); _delta_angle_bias_var_accum.setZero(); _delta_vel_bias_var_accum.setZero(); @@ -62,41 +58,41 @@ void Ekf::initialiseCovariance() // define the initial angle uncertainty as variances for a rotation vector Vector3f rot_vec_var; - rot_vec_var(2) = rot_vec_var(1) = rot_vec_var(0) = sq(_params.initial_tilt_err); + rot_vec_var.setAll(sq(_params.initial_tilt_err)); // update the quaternion state covariances initialiseQuatCovariances(rot_vec_var); // velocity - P[4][4] = sq(fmaxf(_params.gps_vel_noise, 0.01f)); - P[5][5] = P[4][4]; - P[6][6] = sq(1.5f) * P[4][4]; + P(4,4) = sq(fmaxf(_params.gps_vel_noise, 0.01f)); + P(5,5) = P(4,4); + P(6,6) = sq(1.5f) * P(4,4); // position - P[7][7] = sq(fmaxf(_params.gps_pos_noise, 0.01f)); - P[8][8] = P[7][7]; + P(7,7) = sq(fmaxf(_params.gps_pos_noise, 0.01f)); + P(8,8) = P(7,7); if (_control_status.flags.rng_hgt) { - P[9][9] = sq(fmaxf(_params.range_noise, 0.01f)); + P(9,9) = sq(fmaxf(_params.range_noise, 0.01f)); } else if (_control_status.flags.gps_hgt) { float lower_limit = fmaxf(_params.gps_pos_noise, 0.01f); float upper_limit = fmaxf(_params.pos_noaid_noise, lower_limit); - P[9][9] = sq(1.5f * math::constrain(_gps_sample_delayed.vacc, lower_limit, upper_limit)); + P(9,9) = sq(1.5f * math::constrain(_gps_sample_delayed.vacc, lower_limit, upper_limit)); } else { - P[9][9] = sq(fmaxf(_params.baro_noise, 0.01f)); + P(9,9) = sq(fmaxf(_params.baro_noise, 0.01f)); } // gyro bias - P[10][10] = sq(_params.switch_on_gyro_bias * dt); - P[11][11] = P[10][10]; - P[12][12] = P[10][10]; + P(10,10) = sq(_params.switch_on_gyro_bias * dt); + P(11,11) = P(10,10); + P(12,12) = P(10,10); // accel bias - _prev_dvel_bias_var(0) = P[13][13] = sq(_params.switch_on_accel_bias * dt); - _prev_dvel_bias_var(1) = P[14][14] = P[13][13]; - _prev_dvel_bias_var(2) = P[15][15] = P[13][13]; + _prev_dvel_bias_var(0) = P(13,13) = sq(_params.switch_on_accel_bias * dt); + _prev_dvel_bias_var(1) = P(14,14) = P(13,13); + _prev_dvel_bias_var(2) = P(15,15) = P(13,13); // record IMU bias state covariance reset time - used to prevent resets being performed too often _last_imu_bias_cov_reset_us = _imu_sample_delayed.time_us; @@ -106,30 +102,27 @@ void Ekf::initialiseCovariance() // earth frame and body frame magnetic field // set to observation variance for (uint8_t index = 16; index <= 21; index ++) { - P[index][index] = sq(_params.mag_noise); + P(index,index) = sq(_params.mag_noise); } // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion saveMagCovData(); // wind - P[22][22] = sq(_params.initial_wind_uncertainty); - P[23][23] = sq(_params.initial_wind_uncertainty); + P(22,22) = sq(_params.initial_wind_uncertainty); + P(23,23) = sq(_params.initial_wind_uncertainty); } void Ekf::get_pos_var(Vector3f &pos_var) { - pos_var(0) = P[7][7]; - pos_var(1) = P[8][8]; - pos_var(2) = P[9][9]; + pos_var = P.slice<3,3>(7,7).diag(); } void Ekf::get_vel_var(Vector3f &vel_var) { - vel_var(0) = P[4][4]; - vel_var(1) = P[5][5]; - vel_var(2) = P[6][6]; + vel_var = P.slice<3,3>(4,4).diag(); + } void Ekf::predictCovariance() @@ -159,9 +152,6 @@ void Ekf::predictCovariance() float dt = math::constrain(_imu_sample_delayed.delta_ang_dt, 0.5f * FILTER_UPDATE_PERIOD_S, 2.0f * FILTER_UPDATE_PERIOD_S); float dt_inv = 1.0f / dt; - // compute noise variance for stationary processes - float process_noise[_k_num_states] = {}; - // convert rate of change of rate gyro bias (rad/s**2) as specified by the parameter to an expected change in delta angle (rad) since the last update float d_ang_bias_sig = dt * dt * math::constrain(_params.gyro_bias_p_noise, 0.0f, 1.0f); @@ -173,9 +163,7 @@ void Ekf::predictCovariance() float beta = 1.0f - alpha; _ang_rate_mag_filt = fmaxf(dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_ang.norm(), beta * _ang_rate_mag_filt); _accel_mag_filt = fmaxf(dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_vel.norm(), beta * _accel_mag_filt); - _accel_vec_filt(0) = alpha * dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_vel(0) + beta * _accel_vec_filt(0); - _accel_vec_filt(1) = alpha * dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_vel(1) + beta * _accel_vec_filt(1); - _accel_vec_filt(2) = alpha * dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_vel(2) + beta * _accel_vec_filt(2); + _accel_vec_filt = alpha * dt_inv * _imu_sample_delayed.delta_vel + beta * _accel_vec_filt; if (_ang_rate_mag_filt > _params.acc_bias_learn_gyr_lim || _accel_mag_filt > _params.acc_bias_learn_acc_lim @@ -183,9 +171,7 @@ void Ekf::predictCovariance() // store the bias state variances to be reinstated later if (!_accel_bias_inhibit) { - _prev_dvel_bias_var(0) = P[13][13]; - _prev_dvel_bias_var(1) = P[14][14]; - _prev_dvel_bias_var(2) = P[15][15]; + _prev_dvel_bias_var = P.slice<3,3>(13,13).diag(); } _accel_bias_inhibit = true; @@ -193,15 +179,14 @@ void Ekf::predictCovariance() } else { if (_accel_bias_inhibit) { // reinstate the bias state variances - P[13][13] = _prev_dvel_bias_var(0); - P[14][14] = _prev_dvel_bias_var(1); - P[15][15] = _prev_dvel_bias_var(2); + P(13,13) = _prev_dvel_bias_var(0); + P(14,14) = _prev_dvel_bias_var(1); + P(15,15) = _prev_dvel_bias_var(2); } else { // store the bias state variances to be reinstated later - _prev_dvel_bias_var(0) = P[13][13]; - _prev_dvel_bias_var(1) = P[14][14]; - _prev_dvel_bias_var(2) = P[15][15]; + _prev_dvel_bias_var = P.slice<3,3>(13,13).diag(); + } _accel_bias_inhibit = false; @@ -210,7 +195,7 @@ void Ekf::predictCovariance() // Don't continue to grow the earth field variances if they are becoming too large or we are not doing 3-axis fusion as this can make the covariance matrix badly conditioned float mag_I_sig; - if (_control_status.flags.mag_3D && (P[16][16] + P[17][17] + P[18][18]) < 0.1f) { + if (_control_status.flags.mag_3D && (P(16,16) + P(17,17) + P(18,18)) < 0.1f) { mag_I_sig = dt * math::constrain(_params.mage_p_noise, 0.0f, 1.0f); } else { @@ -220,7 +205,7 @@ void Ekf::predictCovariance() // Don't continue to grow the body field variances if they is becoming too large or we are not doing 3-axis fusion as this can make the covariance matrix badly conditioned float mag_B_sig; - if (_control_status.flags.mag_3D && (P[19][19] + P[20][20] + P[21][21]) < 0.1f) { + if (_control_status.flags.mag_3D && (P(19,19) + P(20,20) + P(21,21)) < 0.1f) { mag_B_sig = dt * math::constrain(_params.magb_p_noise, 0.0f, 1.0f); } else { @@ -234,29 +219,30 @@ void Ekf::predictCovariance() _height_rate_lpf = _height_rate_lpf * (1.0f - alpha_height_rate_lpf) + _state.vel(2) * alpha_height_rate_lpf; // Don't continue to grow wind velocity state variances if they are becoming too large or we are not using wind velocity states as this can make the covariance matrix badly conditioned - if (_control_status.flags.wind && (P[22][22] + P[23][23]) < sq(_params.initial_wind_uncertainty)) { + if (_control_status.flags.wind && (P(22,22) + P(23,23)) < sq(_params.initial_wind_uncertainty)) { wind_vel_sig = dt * math::constrain(_params.wind_vel_p_noise, 0.0f, 1.0f) * (1.0f + _params.wind_vel_p_noise_scaler * fabsf(_height_rate_lpf)); } else { wind_vel_sig = 0.0f; } + // compute noise variance for stationary processes + matrix::Vector process_noise {}; + // Construct the process noise variance diagonal for those states with a stationary process model // These are kinematic states and their error growth is controlled separately by the IMU noise variances - for (unsigned i = 0; i <= 9; i++) { - process_noise[i] = 0.0f; - } + process_noise.slice<10,1>(0,0) = 0.0f; // delta angle bias states - process_noise[12] = process_noise[11] = process_noise[10] = sq(d_ang_bias_sig); + process_noise.slice<3,1>(10,0) = sq(d_ang_bias_sig); // delta_velocity bias states - process_noise[15] = process_noise[14] = process_noise[13] = sq(d_vel_bias_sig); + process_noise.slice<3,1>(13,0) = sq(d_vel_bias_sig); // earth frame magnetic field states - process_noise[18] = process_noise[17] = process_noise[16] = sq(mag_I_sig); + process_noise.slice<3,1>(16,0) = sq(mag_I_sig); // body frame magnetic field states - process_noise[21] = process_noise[20] = process_noise[19] = sq(mag_B_sig); + process_noise.slice<3,1>(19,0) = sq(mag_B_sig); // wind velocity states - process_noise[23] = process_noise[22] = sq(wind_vel_sig); + process_noise.slice<2,1>(22,0) = sq(wind_vel_sig); // assign IMU noise variances // inputs to the system are 3 delta angles and 3 delta velocities @@ -337,302 +323,301 @@ void Ekf::predictCovariance() SPP[10] = SF[16]; // covariance update - float nextP[24][24] = {}; + matrix::SquareMatrix nextP {}; // calculate variances and upper diagonal covariances for quaternion, velocity, position and gyro bias states - nextP[0][0] = P[0][0] + P[1][0]*SF[9] + P[2][0]*SF[11] + P[3][0]*SF[10] + P[10][0]*SF[14] + P[11][0]*SF[15] + P[12][0]*SPP[10] + (daxVar*SQ[10])/4 + SF[9]*(P[0][1] + P[1][1]*SF[9] + P[2][1]*SF[11] + P[3][1]*SF[10] + P[10][1]*SF[14] + P[11][1]*SF[15] + P[12][1]*SPP[10]) + SF[11]*(P[0][2] + P[1][2]*SF[9] + P[2][2]*SF[11] + P[3][2]*SF[10] + P[10][2]*SF[14] + P[11][2]*SF[15] + P[12][2]*SPP[10]) + SF[10]*(P[0][3] + P[1][3]*SF[9] + P[2][3]*SF[11] + P[3][3]*SF[10] + P[10][3]*SF[14] + P[11][3]*SF[15] + P[12][3]*SPP[10]) + SF[14]*(P[0][10] + P[1][10]*SF[9] + P[2][10]*SF[11] + P[3][10]*SF[10] + P[10][10]*SF[14] + P[11][10]*SF[15] + P[12][10]*SPP[10]) + SF[15]*(P[0][11] + P[1][11]*SF[9] + P[2][11]*SF[11] + P[3][11]*SF[10] + P[10][11]*SF[14] + P[11][11]*SF[15] + P[12][11]*SPP[10]) + SPP[10]*(P[0][12] + P[1][12]*SF[9] + P[2][12]*SF[11] + P[3][12]*SF[10] + P[10][12]*SF[14] + P[11][12]*SF[15] + P[12][12]*SPP[10]) + (dayVar*sq(q2))/4 + (dazVar*sq(q3))/4; - nextP[0][1] = P[0][1] + SQ[8] + P[1][1]*SF[9] + P[2][1]*SF[11] + P[3][1]*SF[10] + P[10][1]*SF[14] + P[11][1]*SF[15] + P[12][1]*SPP[10] + SF[8]*(P[0][0] + P[1][0]*SF[9] + P[2][0]*SF[11] + P[3][0]*SF[10] + P[10][0]*SF[14] + P[11][0]*SF[15] + P[12][0]*SPP[10]) + SF[7]*(P[0][2] + P[1][2]*SF[9] + P[2][2]*SF[11] + P[3][2]*SF[10] + P[10][2]*SF[14] + P[11][2]*SF[15] + P[12][2]*SPP[10]) + SF[11]*(P[0][3] + P[1][3]*SF[9] + P[2][3]*SF[11] + P[3][3]*SF[10] + P[10][3]*SF[14] + P[11][3]*SF[15] + P[12][3]*SPP[10]) - SF[15]*(P[0][12] + P[1][12]*SF[9] + P[2][12]*SF[11] + P[3][12]*SF[10] + P[10][12]*SF[14] + P[11][12]*SF[15] + P[12][12]*SPP[10]) + SPP[10]*(P[0][11] + P[1][11]*SF[9] + P[2][11]*SF[11] + P[3][11]*SF[10] + P[10][11]*SF[14] + P[11][11]*SF[15] + P[12][11]*SPP[10]) - (q0*(P[0][10] + P[1][10]*SF[9] + P[2][10]*SF[11] + P[3][10]*SF[10] + P[10][10]*SF[14] + P[11][10]*SF[15] + P[12][10]*SPP[10]))/2; - nextP[1][1] = P[1][1] + P[0][1]*SF[8] + P[2][1]*SF[7] + P[3][1]*SF[11] - P[12][1]*SF[15] + P[11][1]*SPP[10] + daxVar*SQ[9] - (P[10][1]*q0)/2 + SF[8]*(P[1][0] + P[0][0]*SF[8] + P[2][0]*SF[7] + P[3][0]*SF[11] - P[12][0]*SF[15] + P[11][0]*SPP[10] - (P[10][0]*q0)/2) + SF[7]*(P[1][2] + P[0][2]*SF[8] + P[2][2]*SF[7] + P[3][2]*SF[11] - P[12][2]*SF[15] + P[11][2]*SPP[10] - (P[10][2]*q0)/2) + SF[11]*(P[1][3] + P[0][3]*SF[8] + P[2][3]*SF[7] + P[3][3]*SF[11] - P[12][3]*SF[15] + P[11][3]*SPP[10] - (P[10][3]*q0)/2) - SF[15]*(P[1][12] + P[0][12]*SF[8] + P[2][12]*SF[7] + P[3][12]*SF[11] - P[12][12]*SF[15] + P[11][12]*SPP[10] - (P[10][12]*q0)/2) + SPP[10]*(P[1][11] + P[0][11]*SF[8] + P[2][11]*SF[7] + P[3][11]*SF[11] - P[12][11]*SF[15] + P[11][11]*SPP[10] - (P[10][11]*q0)/2) + (dayVar*sq(q3))/4 + (dazVar*sq(q2))/4 - (q0*(P[1][10] + P[0][10]*SF[8] + P[2][10]*SF[7] + P[3][10]*SF[11] - P[12][10]*SF[15] + P[11][10]*SPP[10] - (P[10][10]*q0)/2))/2; - nextP[0][2] = P[0][2] + SQ[7] + P[1][2]*SF[9] + P[2][2]*SF[11] + P[3][2]*SF[10] + P[10][2]*SF[14] + P[11][2]*SF[15] + P[12][2]*SPP[10] + SF[6]*(P[0][0] + P[1][0]*SF[9] + P[2][0]*SF[11] + P[3][0]*SF[10] + P[10][0]*SF[14] + P[11][0]*SF[15] + P[12][0]*SPP[10]) + SF[10]*(P[0][1] + P[1][1]*SF[9] + P[2][1]*SF[11] + P[3][1]*SF[10] + P[10][1]*SF[14] + P[11][1]*SF[15] + P[12][1]*SPP[10]) + SF[8]*(P[0][3] + P[1][3]*SF[9] + P[2][3]*SF[11] + P[3][3]*SF[10] + P[10][3]*SF[14] + P[11][3]*SF[15] + P[12][3]*SPP[10]) + SF[14]*(P[0][12] + P[1][12]*SF[9] + P[2][12]*SF[11] + P[3][12]*SF[10] + P[10][12]*SF[14] + P[11][12]*SF[15] + P[12][12]*SPP[10]) - SPP[10]*(P[0][10] + P[1][10]*SF[9] + P[2][10]*SF[11] + P[3][10]*SF[10] + P[10][10]*SF[14] + P[11][10]*SF[15] + P[12][10]*SPP[10]) - (q0*(P[0][11] + P[1][11]*SF[9] + P[2][11]*SF[11] + P[3][11]*SF[10] + P[10][11]*SF[14] + P[11][11]*SF[15] + P[12][11]*SPP[10]))/2; - nextP[1][2] = P[1][2] + SQ[5] + P[0][2]*SF[8] + P[2][2]*SF[7] + P[3][2]*SF[11] - P[12][2]*SF[15] + P[11][2]*SPP[10] - (P[10][2]*q0)/2 + SF[6]*(P[1][0] + P[0][0]*SF[8] + P[2][0]*SF[7] + P[3][0]*SF[11] - P[12][0]*SF[15] + P[11][0]*SPP[10] - (P[10][0]*q0)/2) + SF[10]*(P[1][1] + P[0][1]*SF[8] + P[2][1]*SF[7] + P[3][1]*SF[11] - P[12][1]*SF[15] + P[11][1]*SPP[10] - (P[10][1]*q0)/2) + SF[8]*(P[1][3] + P[0][3]*SF[8] + P[2][3]*SF[7] + P[3][3]*SF[11] - P[12][3]*SF[15] + P[11][3]*SPP[10] - (P[10][3]*q0)/2) + SF[14]*(P[1][12] + P[0][12]*SF[8] + P[2][12]*SF[7] + P[3][12]*SF[11] - P[12][12]*SF[15] + P[11][12]*SPP[10] - (P[10][12]*q0)/2) - SPP[10]*(P[1][10] + P[0][10]*SF[8] + P[2][10]*SF[7] + P[3][10]*SF[11] - P[12][10]*SF[15] + P[11][10]*SPP[10] - 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P(12,11)*SF[15] + P(11,11)*SPP[10] - (P(10,11)*q0)/2) + (dayVar*sq(q3))/4 + (dazVar*sq(q2))/4 - (q0*(P(1,10) + P(0,10)*SF[8] + P(2,10)*SF[7] + P(3,10)*SF[11] - P(12,10)*SF[15] + P(11,10)*SPP[10] - (P(10,10)*q0)/2))/2; + nextP(0,2) = P(0,2) + SQ[7] + P(1,2)*SF[9] + P(2,2)*SF[11] + P(3,2)*SF[10] + P(10,2)*SF[14] + P(11,2)*SF[15] + P(12,2)*SPP[10] + SF[6]*(P(0,0) + P(1,0)*SF[9] + P(2,0)*SF[11] + P(3,0)*SF[10] + P(10,0)*SF[14] + P(11,0)*SF[15] + P(12,0)*SPP[10]) + SF[10]*(P(0,1) + P(1,1)*SF[9] + P(2,1)*SF[11] + P(3,1)*SF[10] + P(10,1)*SF[14] + P(11,1)*SF[15] + P(12,1)*SPP[10]) + SF[8]*(P(0,3) + P(1,3)*SF[9] + P(2,3)*SF[11] + P(3,3)*SF[10] + P(10,3)*SF[14] + P(11,3)*SF[15] + P(12,3)*SPP[10]) + SF[14]*(P(0,12) + P(1,12)*SF[9] + P(2,12)*SF[11] + P(3,12)*SF[10] + P(10,12)*SF[14] + P(11,12)*SF[15] + P(12,12)*SPP[10]) - SPP[10]*(P(0,10) + P(1,10)*SF[9] + P(2,10)*SF[11] + P(3,10)*SF[10] + P(10,10)*SF[14] + P(11,10)*SF[15] + P(12,10)*SPP[10]) - (q0*(P(0,11) + P(1,11)*SF[9] + P(2,11)*SF[11] + P(3,11)*SF[10] + P(10,11)*SF[14] + P(11,11)*SF[15] + P(12,11)*SPP[10]))/2; + nextP(1,2) = P(1,2) + SQ[5] + P(0,2)*SF[8] + P(2,2)*SF[7] + P(3,2)*SF[11] - P(12,2)*SF[15] + P(11,2)*SPP[10] - (P(10,2)*q0)/2 + SF[6]*(P(1,0) + P(0,0)*SF[8] + P(2,0)*SF[7] + P(3,0)*SF[11] - P(12,0)*SF[15] + P(11,0)*SPP[10] - (P(10,0)*q0)/2) + SF[10]*(P(1,1) + P(0,1)*SF[8] + P(2,1)*SF[7] + P(3,1)*SF[11] - P(12,1)*SF[15] + P(11,1)*SPP[10] - (P(10,1)*q0)/2) + SF[8]*(P(1,3) + P(0,3)*SF[8] + P(2,3)*SF[7] + P(3,3)*SF[11] - P(12,3)*SF[15] + P(11,3)*SPP[10] - (P(10,3)*q0)/2) + SF[14]*(P(1,12) + P(0,12)*SF[8] + P(2,12)*SF[7] + P(3,12)*SF[11] - P(12,12)*SF[15] + P(11,12)*SPP[10] - (P(10,12)*q0)/2) - SPP[10]*(P(1,10) + P(0,10)*SF[8] + P(2,10)*SF[7] + P(3,10)*SF[11] - P(12,10)*SF[15] + P(11,10)*SPP[10] - (P(10,10)*q0)/2) - (q0*(P(1,11) + P(0,11)*SF[8] + P(2,11)*SF[7] + P(3,11)*SF[11] - P(12,11)*SF[15] + P(11,11)*SPP[10] - (P(10,11)*q0)/2))/2; + nextP(2,2) = P(2,2) + P(0,2)*SF[6] + P(1,2)*SF[10] + P(3,2)*SF[8] + P(12,2)*SF[14] - P(10,2)*SPP[10] + dayVar*SQ[9] + (dazVar*SQ[10])/4 - (P(11,2)*q0)/2 + SF[6]*(P(2,0) + P(0,0)*SF[6] + P(1,0)*SF[10] + P(3,0)*SF[8] + P(12,0)*SF[14] - P(10,0)*SPP[10] - (P(11,0)*q0)/2) + SF[10]*(P(2,1) + P(0,1)*SF[6] + P(1,1)*SF[10] + P(3,1)*SF[8] + P(12,1)*SF[14] - P(10,1)*SPP[10] - (P(11,1)*q0)/2) + SF[8]*(P(2,3) + P(0,3)*SF[6] + P(1,3)*SF[10] + P(3,3)*SF[8] + P(12,3)*SF[14] - P(10,3)*SPP[10] - (P(11,3)*q0)/2) + SF[14]*(P(2,12) + P(0,12)*SF[6] + P(1,12)*SF[10] + P(3,12)*SF[8] + P(12,12)*SF[14] - P(10,12)*SPP[10] - (P(11,12)*q0)/2) - SPP[10]*(P(2,10) + P(0,10)*SF[6] + P(1,10)*SF[10] + P(3,10)*SF[8] + P(12,10)*SF[14] - P(10,10)*SPP[10] - (P(11,10)*q0)/2) + (daxVar*sq(q3))/4 - (q0*(P(2,11) + P(0,11)*SF[6] + P(1,11)*SF[10] + P(3,11)*SF[8] + P(12,11)*SF[14] - P(10,11)*SPP[10] - (P(11,11)*q0)/2))/2; + nextP(0,3) = P(0,3) + SQ[6] + P(1,3)*SF[9] + P(2,3)*SF[11] + P(3,3)*SF[10] + P(10,3)*SF[14] + P(11,3)*SF[15] + P(12,3)*SPP[10] + SF[7]*(P(0,0) + P(1,0)*SF[9] + P(2,0)*SF[11] + P(3,0)*SF[10] + P(10,0)*SF[14] + P(11,0)*SF[15] + P(12,0)*SPP[10]) + SF[6]*(P(0,1) + P(1,1)*SF[9] + P(2,1)*SF[11] + P(3,1)*SF[10] + P(10,1)*SF[14] + P(11,1)*SF[15] + P(12,1)*SPP[10]) + SF[9]*(P(0,2) + P(1,2)*SF[9] + P(2,2)*SF[11] + P(3,2)*SF[10] + P(10,2)*SF[14] + P(11,2)*SF[15] + P(12,2)*SPP[10]) + SF[15]*(P(0,10) + P(1,10)*SF[9] + P(2,10)*SF[11] + P(3,10)*SF[10] + P(10,10)*SF[14] + P(11,10)*SF[15] + P(12,10)*SPP[10]) - SF[14]*(P(0,11) + P(1,11)*SF[9] + P(2,11)*SF[11] + P(3,11)*SF[10] + P(10,11)*SF[14] + P(11,11)*SF[15] + P(12,11)*SPP[10]) - (q0*(P(0,12) + P(1,12)*SF[9] + P(2,12)*SF[11] + P(3,12)*SF[10] + P(10,12)*SF[14] + P(11,12)*SF[15] + P(12,12)*SPP[10]))/2; + nextP(1,3) = P(1,3) + SQ[4] + P(0,3)*SF[8] + P(2,3)*SF[7] + P(3,3)*SF[11] - P(12,3)*SF[15] + P(11,3)*SPP[10] - (P(10,3)*q0)/2 + SF[7]*(P(1,0) + P(0,0)*SF[8] + P(2,0)*SF[7] + P(3,0)*SF[11] - P(12,0)*SF[15] + P(11,0)*SPP[10] - (P(10,0)*q0)/2) + SF[6]*(P(1,1) + P(0,1)*SF[8] + P(2,1)*SF[7] + P(3,1)*SF[11] - P(12,1)*SF[15] + P(11,1)*SPP[10] - (P(10,1)*q0)/2) + SF[9]*(P(1,2) + P(0,2)*SF[8] + P(2,2)*SF[7] + P(3,2)*SF[11] - P(12,2)*SF[15] + P(11,2)*SPP[10] - (P(10,2)*q0)/2) + SF[15]*(P(1,10) + P(0,10)*SF[8] + P(2,10)*SF[7] + P(3,10)*SF[11] - P(12,10)*SF[15] + P(11,10)*SPP[10] - (P(10,10)*q0)/2) - SF[14]*(P(1,11) + P(0,11)*SF[8] + P(2,11)*SF[7] + P(3,11)*SF[11] - P(12,11)*SF[15] + P(11,11)*SPP[10] - (P(10,11)*q0)/2) - (q0*(P(1,12) + P(0,12)*SF[8] + P(2,12)*SF[7] + P(3,12)*SF[11] - P(12,12)*SF[15] + P(11,12)*SPP[10] - (P(10,12)*q0)/2))/2; + nextP(2,3) = P(2,3) + SQ[3] + P(0,3)*SF[6] + P(1,3)*SF[10] + P(3,3)*SF[8] + P(12,3)*SF[14] - P(10,3)*SPP[10] - (P(11,3)*q0)/2 + SF[7]*(P(2,0) + P(0,0)*SF[6] + P(1,0)*SF[10] + P(3,0)*SF[8] + P(12,0)*SF[14] - P(10,0)*SPP[10] - (P(11,0)*q0)/2) + SF[6]*(P(2,1) + P(0,1)*SF[6] + P(1,1)*SF[10] + P(3,1)*SF[8] + P(12,1)*SF[14] - P(10,1)*SPP[10] - (P(11,1)*q0)/2) + SF[9]*(P(2,2) + P(0,2)*SF[6] + P(1,2)*SF[10] + P(3,2)*SF[8] + P(12,2)*SF[14] - P(10,2)*SPP[10] - (P(11,2)*q0)/2) + SF[15]*(P(2,10) + P(0,10)*SF[6] + P(1,10)*SF[10] + P(3,10)*SF[8] + P(12,10)*SF[14] - P(10,10)*SPP[10] - (P(11,10)*q0)/2) - SF[14]*(P(2,11) + P(0,11)*SF[6] + P(1,11)*SF[10] + P(3,11)*SF[8] + P(12,11)*SF[14] - P(10,11)*SPP[10] - (P(11,11)*q0)/2) - (q0*(P(2,12) + P(0,12)*SF[6] + P(1,12)*SF[10] + P(3,12)*SF[8] + P(12,12)*SF[14] - P(10,12)*SPP[10] - (P(11,12)*q0)/2))/2; + nextP(3,3) = P(3,3) + P(0,3)*SF[7] + P(1,3)*SF[6] + P(2,3)*SF[9] + P(10,3)*SF[15] - P(11,3)*SF[14] + (dayVar*SQ[10])/4 + dazVar*SQ[9] - (P(12,3)*q0)/2 + SF[7]*(P(3,0) + P(0,0)*SF[7] + P(1,0)*SF[6] + P(2,0)*SF[9] + P(10,0)*SF[15] - P(11,0)*SF[14] - (P(12,0)*q0)/2) + SF[6]*(P(3,1) + P(0,1)*SF[7] + P(1,1)*SF[6] + P(2,1)*SF[9] + P(10,1)*SF[15] - P(11,1)*SF[14] - (P(12,1)*q0)/2) + SF[9]*(P(3,2) + P(0,2)*SF[7] + P(1,2)*SF[6] + P(2,2)*SF[9] + P(10,2)*SF[15] - P(11,2)*SF[14] - (P(12,2)*q0)/2) + SF[15]*(P(3,10) + P(0,10)*SF[7] + P(1,10)*SF[6] + P(2,10)*SF[9] + P(10,10)*SF[15] - P(11,10)*SF[14] - (P(12,10)*q0)/2) - SF[14]*(P(3,11) + P(0,11)*SF[7] + P(1,11)*SF[6] + P(2,11)*SF[9] + P(10,11)*SF[15] - P(11,11)*SF[14] - (P(12,11)*q0)/2) + (daxVar*sq(q2))/4 - (q0*(P(3,12) + P(0,12)*SF[7] + P(1,12)*SF[6] + P(2,12)*SF[9] + P(10,12)*SF[15] - P(11,12)*SF[14] - (P(12,12)*q0)/2))/2; + nextP(0,4) = P(0,4) + P(1,4)*SF[9] + P(2,4)*SF[11] + P(3,4)*SF[10] + P(10,4)*SF[14] + P(11,4)*SF[15] + P(12,4)*SPP[10] + SF[5]*(P(0,0) + P(1,0)*SF[9] + P(2,0)*SF[11] + P(3,0)*SF[10] + P(10,0)*SF[14] + P(11,0)*SF[15] + P(12,0)*SPP[10]) + SF[3]*(P(0,1) + P(1,1)*SF[9] + P(2,1)*SF[11] + P(3,1)*SF[10] + P(10,1)*SF[14] + P(11,1)*SF[15] + P(12,1)*SPP[10]) - SF[4]*(P(0,3) + P(1,3)*SF[9] + P(2,3)*SF[11] + P(3,3)*SF[10] + P(10,3)*SF[14] + P(11,3)*SF[15] + P(12,3)*SPP[10]) + SPP[0]*(P(0,2) + P(1,2)*SF[9] + P(2,2)*SF[11] + P(3,2)*SF[10] + P(10,2)*SF[14] + P(11,2)*SF[15] + P(12,2)*SPP[10]) + SPP[3]*(P(0,13) + P(1,13)*SF[9] + P(2,13)*SF[11] + P(3,13)*SF[10] + P(10,13)*SF[14] + P(11,13)*SF[15] + P(12,13)*SPP[10]) + SPP[6]*(P(0,14) + P(1,14)*SF[9] + P(2,14)*SF[11] + P(3,14)*SF[10] + P(10,14)*SF[14] + P(11,14)*SF[15] + P(12,14)*SPP[10]) - SPP[9]*(P(0,15) + P(1,15)*SF[9] + P(2,15)*SF[11] + P(3,15)*SF[10] + P(10,15)*SF[14] + P(11,15)*SF[15] + P(12,15)*SPP[10]); + nextP(1,4) = P(1,4) + P(0,4)*SF[8] + P(2,4)*SF[7] + P(3,4)*SF[11] - P(12,4)*SF[15] + P(11,4)*SPP[10] - (P(10,4)*q0)/2 + SF[5]*(P(1,0) + P(0,0)*SF[8] + P(2,0)*SF[7] + P(3,0)*SF[11] - P(12,0)*SF[15] + P(11,0)*SPP[10] - (P(10,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(1,1) + P(0,1)*SF[8] + P(2,1)*SF[7] + P(3,1)*SF[11] - P(12,1)*SF[15] + P(11,1)*SPP[10] - (P(10,1)*q0)/2) - SF[4]*(P(1,3) + P(0,3)*SF[8] + P(2,3)*SF[7] + P(3,3)*SF[11] - P(12,3)*SF[15] + P(11,3)*SPP[10] - (P(10,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(1,2) + P(0,2)*SF[8] + P(2,2)*SF[7] + P(3,2)*SF[11] - P(12,2)*SF[15] + P(11,2)*SPP[10] - (P(10,2)*q0)/2) + SPP[3]*(P(1,13) + P(0,13)*SF[8] + P(2,13)*SF[7] + P(3,13)*SF[11] - P(12,13)*SF[15] + P(11,13)*SPP[10] - (P(10,13)*q0)/2) + SPP[6]*(P(1,14) + P(0,14)*SF[8] + P(2,14)*SF[7] + P(3,14)*SF[11] - P(12,14)*SF[15] + P(11,14)*SPP[10] - (P(10,14)*q0)/2) - SPP[9]*(P(1,15) + P(0,15)*SF[8] + P(2,15)*SF[7] + P(3,15)*SF[11] - P(12,15)*SF[15] + P(11,15)*SPP[10] - (P(10,15)*q0)/2); + nextP(2,4) = P(2,4) + P(0,4)*SF[6] + P(1,4)*SF[10] + P(3,4)*SF[8] + P(12,4)*SF[14] - P(10,4)*SPP[10] - (P(11,4)*q0)/2 + SF[5]*(P(2,0) + P(0,0)*SF[6] + P(1,0)*SF[10] + P(3,0)*SF[8] + P(12,0)*SF[14] - P(10,0)*SPP[10] - (P(11,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(2,1) + P(0,1)*SF[6] + P(1,1)*SF[10] + P(3,1)*SF[8] + P(12,1)*SF[14] - P(10,1)*SPP[10] - (P(11,1)*q0)/2) - SF[4]*(P(2,3) + P(0,3)*SF[6] + P(1,3)*SF[10] + P(3,3)*SF[8] + P(12,3)*SF[14] - P(10,3)*SPP[10] - (P(11,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(2,2) + P(0,2)*SF[6] + P(1,2)*SF[10] + P(3,2)*SF[8] + P(12,2)*SF[14] - P(10,2)*SPP[10] - (P(11,2)*q0)/2) + SPP[3]*(P(2,13) + P(0,13)*SF[6] + P(1,13)*SF[10] + P(3,13)*SF[8] + P(12,13)*SF[14] - P(10,13)*SPP[10] - (P(11,13)*q0)/2) + SPP[6]*(P(2,14) + P(0,14)*SF[6] + P(1,14)*SF[10] + P(3,14)*SF[8] + P(12,14)*SF[14] - P(10,14)*SPP[10] - (P(11,14)*q0)/2) - SPP[9]*(P(2,15) + P(0,15)*SF[6] + P(1,15)*SF[10] + P(3,15)*SF[8] + P(12,15)*SF[14] - P(10,15)*SPP[10] - (P(11,15)*q0)/2); + nextP(3,4) = P(3,4) + P(0,4)*SF[7] + P(1,4)*SF[6] + P(2,4)*SF[9] + P(10,4)*SF[15] - P(11,4)*SF[14] - (P(12,4)*q0)/2 + SF[5]*(P(3,0) + P(0,0)*SF[7] + P(1,0)*SF[6] + P(2,0)*SF[9] + P(10,0)*SF[15] - P(11,0)*SF[14] - (P(12,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(3,1) + P(0,1)*SF[7] + P(1,1)*SF[6] + P(2,1)*SF[9] + P(10,1)*SF[15] - P(11,1)*SF[14] - (P(12,1)*q0)/2) - SF[4]*(P(3,3) + P(0,3)*SF[7] + P(1,3)*SF[6] + P(2,3)*SF[9] + P(10,3)*SF[15] - P(11,3)*SF[14] - (P(12,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(3,2) + P(0,2)*SF[7] + P(1,2)*SF[6] + P(2,2)*SF[9] + P(10,2)*SF[15] - P(11,2)*SF[14] - (P(12,2)*q0)/2) + SPP[3]*(P(3,13) + P(0,13)*SF[7] + P(1,13)*SF[6] + P(2,13)*SF[9] + P(10,13)*SF[15] - P(11,13)*SF[14] - (P(12,13)*q0)/2) + SPP[6]*(P(3,14) + P(0,14)*SF[7] + P(1,14)*SF[6] + P(2,14)*SF[9] + P(10,14)*SF[15] - P(11,14)*SF[14] - (P(12,14)*q0)/2) - SPP[9]*(P(3,15) + P(0,15)*SF[7] + P(1,15)*SF[6] + P(2,15)*SF[9] + P(10,15)*SF[15] - P(11,15)*SF[14] - (P(12,15)*q0)/2); + nextP(4,4) = P(4,4) + P(0,4)*SF[5] + P(1,4)*SF[3] - P(3,4)*SF[4] + P(2,4)*SPP[0] + P(13,4)*SPP[3] + P(14,4)*SPP[6] - P(15,4)*SPP[9] + dvyVar*sq(SG[7] - 2*q0*q3) + dvzVar*sq(SG[6] + 2*q0*q2) + SF[5]*(P(4,0) + P(0,0)*SF[5] + P(1,0)*SF[3] - P(3,0)*SF[4] + P(2,0)*SPP[0] + P(13,0)*SPP[3] + P(14,0)*SPP[6] - P(15,0)*SPP[9]) + SF[3]*(P(4,1) + P(0,1)*SF[5] + P(1,1)*SF[3] - P(3,1)*SF[4] + P(2,1)*SPP[0] + P(13,1)*SPP[3] + P(14,1)*SPP[6] - P(15,1)*SPP[9]) - SF[4]*(P(4,3) + P(0,3)*SF[5] + P(1,3)*SF[3] - P(3,3)*SF[4] + P(2,3)*SPP[0] + P(13,3)*SPP[3] + P(14,3)*SPP[6] - P(15,3)*SPP[9]) + SPP[0]*(P(4,2) + P(0,2)*SF[5] + P(1,2)*SF[3] - P(3,2)*SF[4] + P(2,2)*SPP[0] + P(13,2)*SPP[3] + P(14,2)*SPP[6] - P(15,2)*SPP[9]) + SPP[3]*(P(4,13) + P(0,13)*SF[5] + P(1,13)*SF[3] - P(3,13)*SF[4] + P(2,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[3] + P(14,13)*SPP[6] - P(15,13)*SPP[9]) + SPP[6]*(P(4,14) + P(0,14)*SF[5] + P(1,14)*SF[3] - P(3,14)*SF[4] + P(2,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[3] + P(14,14)*SPP[6] - P(15,14)*SPP[9]) - SPP[9]*(P(4,15) + P(0,15)*SF[5] + P(1,15)*SF[3] - P(3,15)*SF[4] + P(2,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[3] + P(14,15)*SPP[6] - P(15,15)*SPP[9]) + dvxVar*sq(SG[1] + SG[2] - SG[3] - SG[4]); + nextP(0,5) = P(0,5) + P(1,5)*SF[9] + P(2,5)*SF[11] + P(3,5)*SF[10] + P(10,5)*SF[14] + P(11,5)*SF[15] + P(12,5)*SPP[10] + SF[4]*(P(0,0) + P(1,0)*SF[9] + P(2,0)*SF[11] + P(3,0)*SF[10] + P(10,0)*SF[14] + P(11,0)*SF[15] + P(12,0)*SPP[10]) + SF[3]*(P(0,2) + P(1,2)*SF[9] + P(2,2)*SF[11] + P(3,2)*SF[10] + P(10,2)*SF[14] + P(11,2)*SF[15] + P(12,2)*SPP[10]) + SF[5]*(P(0,3) + P(1,3)*SF[9] + P(2,3)*SF[11] + P(3,3)*SF[10] + P(10,3)*SF[14] + P(11,3)*SF[15] + P(12,3)*SPP[10]) - SPP[0]*(P(0,1) + P(1,1)*SF[9] + P(2,1)*SF[11] + P(3,1)*SF[10] + P(10,1)*SF[14] + P(11,1)*SF[15] + P(12,1)*SPP[10]) - SPP[8]*(P(0,13) + P(1,13)*SF[9] + P(2,13)*SF[11] + P(3,13)*SF[10] + P(10,13)*SF[14] + P(11,13)*SF[15] + P(12,13)*SPP[10]) + SPP[2]*(P(0,14) + P(1,14)*SF[9] + P(2,14)*SF[11] + P(3,14)*SF[10] + P(10,14)*SF[14] + P(11,14)*SF[15] + P(12,14)*SPP[10]) + SPP[5]*(P(0,15) + P(1,15)*SF[9] + P(2,15)*SF[11] + P(3,15)*SF[10] + P(10,15)*SF[14] + P(11,15)*SF[15] + P(12,15)*SPP[10]); + nextP(1,5) = P(1,5) + P(0,5)*SF[8] + P(2,5)*SF[7] + P(3,5)*SF[11] - P(12,5)*SF[15] + P(11,5)*SPP[10] - (P(10,5)*q0)/2 + SF[4]*(P(1,0) + P(0,0)*SF[8] + P(2,0)*SF[7] + P(3,0)*SF[11] - P(12,0)*SF[15] + P(11,0)*SPP[10] - (P(10,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(1,2) + P(0,2)*SF[8] + P(2,2)*SF[7] + P(3,2)*SF[11] - P(12,2)*SF[15] + P(11,2)*SPP[10] - (P(10,2)*q0)/2) + SF[5]*(P(1,3) + P(0,3)*SF[8] + P(2,3)*SF[7] + P(3,3)*SF[11] - P(12,3)*SF[15] + P(11,3)*SPP[10] - (P(10,3)*q0)/2) - SPP[0]*(P(1,1) + P(0,1)*SF[8] + P(2,1)*SF[7] + P(3,1)*SF[11] - P(12,1)*SF[15] + P(11,1)*SPP[10] - (P(10,1)*q0)/2) - SPP[8]*(P(1,13) + P(0,13)*SF[8] + P(2,13)*SF[7] + P(3,13)*SF[11] - P(12,13)*SF[15] + P(11,13)*SPP[10] - (P(10,13)*q0)/2) + SPP[2]*(P(1,14) + P(0,14)*SF[8] + P(2,14)*SF[7] + P(3,14)*SF[11] - P(12,14)*SF[15] + P(11,14)*SPP[10] - (P(10,14)*q0)/2) + SPP[5]*(P(1,15) + P(0,15)*SF[8] + P(2,15)*SF[7] + P(3,15)*SF[11] - P(12,15)*SF[15] + P(11,15)*SPP[10] - (P(10,15)*q0)/2); + nextP(2,5) = P(2,5) + P(0,5)*SF[6] + P(1,5)*SF[10] + P(3,5)*SF[8] + P(12,5)*SF[14] - P(10,5)*SPP[10] - (P(11,5)*q0)/2 + SF[4]*(P(2,0) + P(0,0)*SF[6] + P(1,0)*SF[10] + P(3,0)*SF[8] + P(12,0)*SF[14] - P(10,0)*SPP[10] - (P(11,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(2,2) + P(0,2)*SF[6] + P(1,2)*SF[10] + P(3,2)*SF[8] + P(12,2)*SF[14] - P(10,2)*SPP[10] - (P(11,2)*q0)/2) + SF[5]*(P(2,3) + P(0,3)*SF[6] + P(1,3)*SF[10] + P(3,3)*SF[8] + P(12,3)*SF[14] - P(10,3)*SPP[10] - (P(11,3)*q0)/2) - SPP[0]*(P(2,1) + P(0,1)*SF[6] + P(1,1)*SF[10] + P(3,1)*SF[8] + P(12,1)*SF[14] - P(10,1)*SPP[10] - (P(11,1)*q0)/2) - SPP[8]*(P(2,13) + P(0,13)*SF[6] + P(1,13)*SF[10] + P(3,13)*SF[8] + P(12,13)*SF[14] - P(10,13)*SPP[10] - (P(11,13)*q0)/2) + SPP[2]*(P(2,14) + P(0,14)*SF[6] + P(1,14)*SF[10] + P(3,14)*SF[8] + P(12,14)*SF[14] - P(10,14)*SPP[10] - (P(11,14)*q0)/2) + SPP[5]*(P(2,15) + P(0,15)*SF[6] + P(1,15)*SF[10] + P(3,15)*SF[8] + P(12,15)*SF[14] - P(10,15)*SPP[10] - (P(11,15)*q0)/2); + nextP(3,5) = P(3,5) + P(0,5)*SF[7] + P(1,5)*SF[6] + P(2,5)*SF[9] + P(10,5)*SF[15] - P(11,5)*SF[14] - (P(12,5)*q0)/2 + SF[4]*(P(3,0) + P(0,0)*SF[7] + P(1,0)*SF[6] + P(2,0)*SF[9] + P(10,0)*SF[15] - P(11,0)*SF[14] - (P(12,0)*q0)/2) + SF[3]*(P(3,2) + P(0,2)*SF[7] + P(1,2)*SF[6] + P(2,2)*SF[9] + P(10,2)*SF[15] - P(11,2)*SF[14] - (P(12,2)*q0)/2) + SF[5]*(P(3,3) + P(0,3)*SF[7] + P(1,3)*SF[6] + P(2,3)*SF[9] + P(10,3)*SF[15] - P(11,3)*SF[14] - (P(12,3)*q0)/2) - SPP[0]*(P(3,1) + P(0,1)*SF[7] + P(1,1)*SF[6] + P(2,1)*SF[9] + P(10,1)*SF[15] - P(11,1)*SF[14] - (P(12,1)*q0)/2) - SPP[8]*(P(3,13) + P(0,13)*SF[7] + P(1,13)*SF[6] + P(2,13)*SF[9] + P(10,13)*SF[15] - P(11,13)*SF[14] - (P(12,13)*q0)/2) + SPP[2]*(P(3,14) + P(0,14)*SF[7] + P(1,14)*SF[6] + P(2,14)*SF[9] + P(10,14)*SF[15] - P(11,14)*SF[14] - (P(12,14)*q0)/2) + SPP[5]*(P(3,15) + P(0,15)*SF[7] + P(1,15)*SF[6] + P(2,15)*SF[9] + P(10,15)*SF[15] - P(11,15)*SF[14] - (P(12,15)*q0)/2); + nextP(4,5) = P(4,5) + SQ[2] + P(0,5)*SF[5] + P(1,5)*SF[3] - P(3,5)*SF[4] + P(2,5)*SPP[0] + P(13,5)*SPP[3] + P(14,5)*SPP[6] - P(15,5)*SPP[9] + SF[4]*(P(4,0) + P(0,0)*SF[5] + P(1,0)*SF[3] - P(3,0)*SF[4] + P(2,0)*SPP[0] + P(13,0)*SPP[3] + P(14,0)*SPP[6] - P(15,0)*SPP[9]) + SF[3]*(P(4,2) + P(0,2)*SF[5] + P(1,2)*SF[3] - P(3,2)*SF[4] + P(2,2)*SPP[0] + P(13,2)*SPP[3] + P(14,2)*SPP[6] - P(15,2)*SPP[9]) + SF[5]*(P(4,3) + P(0,3)*SF[5] + P(1,3)*SF[3] - P(3,3)*SF[4] + P(2,3)*SPP[0] + P(13,3)*SPP[3] + P(14,3)*SPP[6] - P(15,3)*SPP[9]) - SPP[0]*(P(4,1) + P(0,1)*SF[5] + P(1,1)*SF[3] - P(3,1)*SF[4] + P(2,1)*SPP[0] + P(13,1)*SPP[3] + P(14,1)*SPP[6] - P(15,1)*SPP[9]) - SPP[8]*(P(4,13) + P(0,13)*SF[5] + P(1,13)*SF[3] - P(3,13)*SF[4] + P(2,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[3] + P(14,13)*SPP[6] - P(15,13)*SPP[9]) + SPP[2]*(P(4,14) + P(0,14)*SF[5] + P(1,14)*SF[3] - P(3,14)*SF[4] + P(2,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[3] + P(14,14)*SPP[6] - P(15,14)*SPP[9]) + SPP[5]*(P(4,15) + P(0,15)*SF[5] + P(1,15)*SF[3] - P(3,15)*SF[4] + P(2,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[3] + P(14,15)*SPP[6] - P(15,15)*SPP[9]); + nextP(5,5) = P(5,5) + P(0,5)*SF[4] + P(2,5)*SF[3] + P(3,5)*SF[5] - P(1,5)*SPP[0] - P(13,5)*SPP[8] + P(14,5)*SPP[2] + P(15,5)*SPP[5] + dvxVar*sq(SG[7] + 2*q0*q3) + dvzVar*sq(SG[5] - 2*q0*q1) + SF[4]*(P(5,0) + P(0,0)*SF[4] + P(2,0)*SF[3] + P(3,0)*SF[5] - P(1,0)*SPP[0] - P(13,0)*SPP[8] + P(14,0)*SPP[2] + P(15,0)*SPP[5]) + SF[3]*(P(5,2) + P(0,2)*SF[4] + P(2,2)*SF[3] + P(3,2)*SF[5] - P(1,2)*SPP[0] - P(13,2)*SPP[8] + P(14,2)*SPP[2] + P(15,2)*SPP[5]) + SF[5]*(P(5,3) + P(0,3)*SF[4] + P(2,3)*SF[3] + P(3,3)*SF[5] - P(1,3)*SPP[0] - P(13,3)*SPP[8] + P(14,3)*SPP[2] + P(15,3)*SPP[5]) - SPP[0]*(P(5,1) + P(0,1)*SF[4] + P(2,1)*SF[3] + P(3,1)*SF[5] - P(1,1)*SPP[0] - P(13,1)*SPP[8] + P(14,1)*SPP[2] + P(15,1)*SPP[5]) - SPP[8]*(P(5,13) + P(0,13)*SF[4] + P(2,13)*SF[3] + P(3,13)*SF[5] - P(1,13)*SPP[0] - P(13,13)*SPP[8] + P(14,13)*SPP[2] + P(15,13)*SPP[5]) + SPP[2]*(P(5,14) + P(0,14)*SF[4] + P(2,14)*SF[3] + P(3,14)*SF[5] - P(1,14)*SPP[0] - P(13,14)*SPP[8] + P(14,14)*SPP[2] + P(15,14)*SPP[5]) + SPP[5]*(P(5,15) + P(0,15)*SF[4] + P(2,15)*SF[3] + P(3,15)*SF[5] - P(1,15)*SPP[0] - P(13,15)*SPP[8] + P(14,15)*SPP[2] + P(15,15)*SPP[5]) + dvyVar*sq(SG[1] - SG[2] + SG[3] - SG[4]); + nextP(0,6) = P(0,6) + P(1,6)*SF[9] + P(2,6)*SF[11] + P(3,6)*SF[10] + P(10,6)*SF[14] + P(11,6)*SF[15] + P(12,6)*SPP[10] + SF[4]*(P(0,1) + P(1,1)*SF[9] + P(2,1)*SF[11] + P(3,1)*SF[10] + P(10,1)*SF[14] + P(11,1)*SF[15] + P(12,1)*SPP[10]) - SF[5]*(P(0,2) + P(1,2)*SF[9] + P(2,2)*SF[11] + P(3,2)*SF[10] + P(10,2)*SF[14] + P(11,2)*SF[15] + P(12,2)*SPP[10]) + SF[3]*(P(0,3) + P(1,3)*SF[9] + P(2,3)*SF[11] + P(3,3)*SF[10] + P(10,3)*SF[14] + P(11,3)*SF[15] + P(12,3)*SPP[10]) + SPP[0]*(P(0,0) + P(1,0)*SF[9] + P(2,0)*SF[11] + P(3,0)*SF[10] + P(10,0)*SF[14] + P(11,0)*SF[15] + P(12,0)*SPP[10]) + SPP[4]*(P(0,13) + P(1,13)*SF[9] + P(2,13)*SF[11] + P(3,13)*SF[10] + P(10,13)*SF[14] + P(11,13)*SF[15] + P(12,13)*SPP[10]) - SPP[7]*(P(0,14) + P(1,14)*SF[9] + P(2,14)*SF[11] + P(3,14)*SF[10] + P(10,14)*SF[14] + P(11,14)*SF[15] + P(12,14)*SPP[10]) - SPP[1]*(P(0,15) + P(1,15)*SF[9] + P(2,15)*SF[11] + P(3,15)*SF[10] + P(10,15)*SF[14] + P(11,15)*SF[15] + P(12,15)*SPP[10]); + nextP(1,6) = P(1,6) + P(0,6)*SF[8] + P(2,6)*SF[7] + P(3,6)*SF[11] - P(12,6)*SF[15] + P(11,6)*SPP[10] - (P(10,6)*q0)/2 + SF[4]*(P(1,1) + P(0,1)*SF[8] + P(2,1)*SF[7] + P(3,1)*SF[11] - P(12,1)*SF[15] + P(11,1)*SPP[10] - (P(10,1)*q0)/2) - SF[5]*(P(1,2) + P(0,2)*SF[8] + P(2,2)*SF[7] + P(3,2)*SF[11] - P(12,2)*SF[15] + P(11,2)*SPP[10] - (P(10,2)*q0)/2) + SF[3]*(P(1,3) + P(0,3)*SF[8] + P(2,3)*SF[7] + P(3,3)*SF[11] - P(12,3)*SF[15] + P(11,3)*SPP[10] - (P(10,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(1,0) + P(0,0)*SF[8] + P(2,0)*SF[7] + P(3,0)*SF[11] - P(12,0)*SF[15] + P(11,0)*SPP[10] - (P(10,0)*q0)/2) + SPP[4]*(P(1,13) + P(0,13)*SF[8] + P(2,13)*SF[7] + P(3,13)*SF[11] - P(12,13)*SF[15] + P(11,13)*SPP[10] - (P(10,13)*q0)/2) - SPP[7]*(P(1,14) + P(0,14)*SF[8] + P(2,14)*SF[7] + P(3,14)*SF[11] - P(12,14)*SF[15] + P(11,14)*SPP[10] - (P(10,14)*q0)/2) - SPP[1]*(P(1,15) + P(0,15)*SF[8] + P(2,15)*SF[7] + P(3,15)*SF[11] - P(12,15)*SF[15] + P(11,15)*SPP[10] - (P(10,15)*q0)/2); + nextP(2,6) = P(2,6) + P(0,6)*SF[6] + P(1,6)*SF[10] + P(3,6)*SF[8] + P(12,6)*SF[14] - P(10,6)*SPP[10] - (P(11,6)*q0)/2 + SF[4]*(P(2,1) + P(0,1)*SF[6] + P(1,1)*SF[10] + P(3,1)*SF[8] + P(12,1)*SF[14] - P(10,1)*SPP[10] - (P(11,1)*q0)/2) - SF[5]*(P(2,2) + P(0,2)*SF[6] + P(1,2)*SF[10] + P(3,2)*SF[8] + P(12,2)*SF[14] - P(10,2)*SPP[10] - (P(11,2)*q0)/2) + SF[3]*(P(2,3) + P(0,3)*SF[6] + P(1,3)*SF[10] + P(3,3)*SF[8] + P(12,3)*SF[14] - P(10,3)*SPP[10] - (P(11,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(2,0) + P(0,0)*SF[6] + P(1,0)*SF[10] + P(3,0)*SF[8] + P(12,0)*SF[14] - P(10,0)*SPP[10] - (P(11,0)*q0)/2) + SPP[4]*(P(2,13) + P(0,13)*SF[6] + P(1,13)*SF[10] + P(3,13)*SF[8] + P(12,13)*SF[14] - P(10,13)*SPP[10] - (P(11,13)*q0)/2) - SPP[7]*(P(2,14) + P(0,14)*SF[6] + P(1,14)*SF[10] + P(3,14)*SF[8] + P(12,14)*SF[14] - P(10,14)*SPP[10] - (P(11,14)*q0)/2) - SPP[1]*(P(2,15) + P(0,15)*SF[6] + P(1,15)*SF[10] + P(3,15)*SF[8] + P(12,15)*SF[14] - P(10,15)*SPP[10] - (P(11,15)*q0)/2); + nextP(3,6) = P(3,6) + P(0,6)*SF[7] + P(1,6)*SF[6] + P(2,6)*SF[9] + P(10,6)*SF[15] - P(11,6)*SF[14] - (P(12,6)*q0)/2 + SF[4]*(P(3,1) + P(0,1)*SF[7] + P(1,1)*SF[6] + P(2,1)*SF[9] + P(10,1)*SF[15] - P(11,1)*SF[14] - (P(12,1)*q0)/2) - SF[5]*(P(3,2) + P(0,2)*SF[7] + P(1,2)*SF[6] + P(2,2)*SF[9] + P(10,2)*SF[15] - P(11,2)*SF[14] - (P(12,2)*q0)/2) + SF[3]*(P(3,3) + P(0,3)*SF[7] + P(1,3)*SF[6] + P(2,3)*SF[9] + P(10,3)*SF[15] - P(11,3)*SF[14] - (P(12,3)*q0)/2) + SPP[0]*(P(3,0) + P(0,0)*SF[7] + P(1,0)*SF[6] + P(2,0)*SF[9] + P(10,0)*SF[15] - P(11,0)*SF[14] - (P(12,0)*q0)/2) + SPP[4]*(P(3,13) + P(0,13)*SF[7] + P(1,13)*SF[6] + P(2,13)*SF[9] + P(10,13)*SF[15] - P(11,13)*SF[14] - (P(12,13)*q0)/2) - SPP[7]*(P(3,14) + P(0,14)*SF[7] + P(1,14)*SF[6] + P(2,14)*SF[9] + P(10,14)*SF[15] - P(11,14)*SF[14] - (P(12,14)*q0)/2) - SPP[1]*(P(3,15) + P(0,15)*SF[7] + P(1,15)*SF[6] + P(2,15)*SF[9] + P(10,15)*SF[15] - P(11,15)*SF[14] - (P(12,15)*q0)/2); + nextP(4,6) = P(4,6) + SQ[1] + P(0,6)*SF[5] + P(1,6)*SF[3] - P(3,6)*SF[4] + P(2,6)*SPP[0] + P(13,6)*SPP[3] + P(14,6)*SPP[6] - P(15,6)*SPP[9] + SF[4]*(P(4,1) + P(0,1)*SF[5] + P(1,1)*SF[3] - P(3,1)*SF[4] + P(2,1)*SPP[0] + P(13,1)*SPP[3] + P(14,1)*SPP[6] - P(15,1)*SPP[9]) - SF[5]*(P(4,2) + P(0,2)*SF[5] + P(1,2)*SF[3] - P(3,2)*SF[4] + P(2,2)*SPP[0] + P(13,2)*SPP[3] + P(14,2)*SPP[6] - P(15,2)*SPP[9]) + SF[3]*(P(4,3) + P(0,3)*SF[5] + P(1,3)*SF[3] - P(3,3)*SF[4] + P(2,3)*SPP[0] + P(13,3)*SPP[3] + P(14,3)*SPP[6] - P(15,3)*SPP[9]) + SPP[0]*(P(4,0) + P(0,0)*SF[5] + P(1,0)*SF[3] - P(3,0)*SF[4] + P(2,0)*SPP[0] + P(13,0)*SPP[3] + P(14,0)*SPP[6] - P(15,0)*SPP[9]) + SPP[4]*(P(4,13) + P(0,13)*SF[5] + P(1,13)*SF[3] - P(3,13)*SF[4] + P(2,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[3] + P(14,13)*SPP[6] - P(15,13)*SPP[9]) - SPP[7]*(P(4,14) + P(0,14)*SF[5] + P(1,14)*SF[3] - P(3,14)*SF[4] + P(2,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[3] + P(14,14)*SPP[6] - P(15,14)*SPP[9]) - SPP[1]*(P(4,15) + P(0,15)*SF[5] + P(1,15)*SF[3] - P(3,15)*SF[4] + P(2,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[3] + P(14,15)*SPP[6] - P(15,15)*SPP[9]); + nextP(5,6) = P(5,6) + SQ[0] + P(0,6)*SF[4] + P(2,6)*SF[3] + P(3,6)*SF[5] - P(1,6)*SPP[0] - P(13,6)*SPP[8] + P(14,6)*SPP[2] + P(15,6)*SPP[5] + SF[4]*(P(5,1) + P(0,1)*SF[4] + P(2,1)*SF[3] + P(3,1)*SF[5] - P(1,1)*SPP[0] - P(13,1)*SPP[8] + P(14,1)*SPP[2] + P(15,1)*SPP[5]) - SF[5]*(P(5,2) + P(0,2)*SF[4] + P(2,2)*SF[3] + P(3,2)*SF[5] - P(1,2)*SPP[0] - P(13,2)*SPP[8] + P(14,2)*SPP[2] + P(15,2)*SPP[5]) + SF[3]*(P(5,3) + P(0,3)*SF[4] + P(2,3)*SF[3] + P(3,3)*SF[5] - P(1,3)*SPP[0] - P(13,3)*SPP[8] + P(14,3)*SPP[2] + P(15,3)*SPP[5]) + SPP[0]*(P(5,0) + P(0,0)*SF[4] + P(2,0)*SF[3] + P(3,0)*SF[5] - P(1,0)*SPP[0] - P(13,0)*SPP[8] + P(14,0)*SPP[2] + P(15,0)*SPP[5]) + SPP[4]*(P(5,13) + P(0,13)*SF[4] + P(2,13)*SF[3] + P(3,13)*SF[5] - P(1,13)*SPP[0] - P(13,13)*SPP[8] + P(14,13)*SPP[2] + P(15,13)*SPP[5]) - SPP[7]*(P(5,14) + P(0,14)*SF[4] + P(2,14)*SF[3] + P(3,14)*SF[5] - P(1,14)*SPP[0] - P(13,14)*SPP[8] + P(14,14)*SPP[2] + P(15,14)*SPP[5]) - SPP[1]*(P(5,15) + P(0,15)*SF[4] + P(2,15)*SF[3] + P(3,15)*SF[5] - P(1,15)*SPP[0] - P(13,15)*SPP[8] + P(14,15)*SPP[2] + P(15,15)*SPP[5]); + nextP(6,6) = P(6,6) + P(1,6)*SF[4] - P(2,6)*SF[5] + P(3,6)*SF[3] + P(0,6)*SPP[0] + P(13,6)*SPP[4] - P(14,6)*SPP[7] - P(15,6)*SPP[1] + dvxVar*sq(SG[6] - 2*q0*q2) + dvyVar*sq(SG[5] + 2*q0*q1) + SF[4]*(P(6,1) + P(1,1)*SF[4] - P(2,1)*SF[5] + P(3,1)*SF[3] + P(0,1)*SPP[0] + P(13,1)*SPP[4] - P(14,1)*SPP[7] - P(15,1)*SPP[1]) - SF[5]*(P(6,2) + P(1,2)*SF[4] - P(2,2)*SF[5] + P(3,2)*SF[3] + P(0,2)*SPP[0] + P(13,2)*SPP[4] - P(14,2)*SPP[7] - P(15,2)*SPP[1]) + SF[3]*(P(6,3) + P(1,3)*SF[4] - P(2,3)*SF[5] + P(3,3)*SF[3] + P(0,3)*SPP[0] + P(13,3)*SPP[4] - P(14,3)*SPP[7] - P(15,3)*SPP[1]) + SPP[0]*(P(6,0) + P(1,0)*SF[4] - P(2,0)*SF[5] + P(3,0)*SF[3] + P(0,0)*SPP[0] + P(13,0)*SPP[4] - P(14,0)*SPP[7] - P(15,0)*SPP[1]) + SPP[4]*(P(6,13) + P(1,13)*SF[4] - P(2,13)*SF[5] + P(3,13)*SF[3] + P(0,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[4] - P(14,13)*SPP[7] - P(15,13)*SPP[1]) - SPP[7]*(P(6,14) + P(1,14)*SF[4] - P(2,14)*SF[5] + P(3,14)*SF[3] + P(0,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[4] - P(14,14)*SPP[7] - P(15,14)*SPP[1]) - SPP[1]*(P(6,15) + P(1,15)*SF[4] - P(2,15)*SF[5] + P(3,15)*SF[3] + P(0,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[4] - P(14,15)*SPP[7] - P(15,15)*SPP[1]) + dvzVar*sq(SG[1] - SG[2] - SG[3] + SG[4]); + nextP(0,7) = P(0,7) + P(1,7)*SF[9] + P(2,7)*SF[11] + P(3,7)*SF[10] + P(10,7)*SF[14] + P(11,7)*SF[15] + P(12,7)*SPP[10] + dt*(P(0,4) + P(1,4)*SF[9] + P(2,4)*SF[11] + P(3,4)*SF[10] + P(10,4)*SF[14] + P(11,4)*SF[15] + P(12,4)*SPP[10]); + nextP(1,7) = P(1,7) + P(0,7)*SF[8] + P(2,7)*SF[7] + P(3,7)*SF[11] - P(12,7)*SF[15] + P(11,7)*SPP[10] - (P(10,7)*q0)/2 + dt*(P(1,4) + P(0,4)*SF[8] + P(2,4)*SF[7] + P(3,4)*SF[11] - P(12,4)*SF[15] + P(11,4)*SPP[10] - (P(10,4)*q0)/2); + nextP(2,7) = P(2,7) + P(0,7)*SF[6] + P(1,7)*SF[10] + P(3,7)*SF[8] + P(12,7)*SF[14] - P(10,7)*SPP[10] - (P(11,7)*q0)/2 + dt*(P(2,4) + P(0,4)*SF[6] + P(1,4)*SF[10] + P(3,4)*SF[8] + P(12,4)*SF[14] - P(10,4)*SPP[10] - (P(11,4)*q0)/2); + nextP(3,7) = P(3,7) + P(0,7)*SF[7] + P(1,7)*SF[6] + P(2,7)*SF[9] + P(10,7)*SF[15] - P(11,7)*SF[14] - (P(12,7)*q0)/2 + dt*(P(3,4) + P(0,4)*SF[7] + P(1,4)*SF[6] + P(2,4)*SF[9] + P(10,4)*SF[15] - P(11,4)*SF[14] - (P(12,4)*q0)/2); + nextP(4,7) = P(4,7) + P(0,7)*SF[5] + P(1,7)*SF[3] - P(3,7)*SF[4] + P(2,7)*SPP[0] + P(13,7)*SPP[3] + P(14,7)*SPP[6] - P(15,7)*SPP[9] + dt*(P(4,4) + P(0,4)*SF[5] + P(1,4)*SF[3] - P(3,4)*SF[4] + P(2,4)*SPP[0] + P(13,4)*SPP[3] + P(14,4)*SPP[6] - P(15,4)*SPP[9]); + nextP(5,7) = P(5,7) + P(0,7)*SF[4] + P(2,7)*SF[3] + P(3,7)*SF[5] - P(1,7)*SPP[0] - P(13,7)*SPP[8] + P(14,7)*SPP[2] + P(15,7)*SPP[5] + dt*(P(5,4) + P(0,4)*SF[4] + P(2,4)*SF[3] + P(3,4)*SF[5] - P(1,4)*SPP[0] - P(13,4)*SPP[8] + P(14,4)*SPP[2] + P(15,4)*SPP[5]); + nextP(6,7) = P(6,7) + P(1,7)*SF[4] - P(2,7)*SF[5] + P(3,7)*SF[3] + P(0,7)*SPP[0] + P(13,7)*SPP[4] - P(14,7)*SPP[7] - P(15,7)*SPP[1] + dt*(P(6,4) + P(1,4)*SF[4] - P(2,4)*SF[5] + P(3,4)*SF[3] + P(0,4)*SPP[0] + P(13,4)*SPP[4] - P(14,4)*SPP[7] - P(15,4)*SPP[1]); + nextP(7,7) = P(7,7) + P(4,7)*dt + dt*(P(7,4) + P(4,4)*dt); + nextP(0,8) = P(0,8) + P(1,8)*SF[9] + P(2,8)*SF[11] + P(3,8)*SF[10] + P(10,8)*SF[14] + P(11,8)*SF[15] + P(12,8)*SPP[10] + dt*(P(0,5) + P(1,5)*SF[9] + P(2,5)*SF[11] + P(3,5)*SF[10] + P(10,5)*SF[14] + P(11,5)*SF[15] + P(12,5)*SPP[10]); + nextP(1,8) = P(1,8) + P(0,8)*SF[8] + P(2,8)*SF[7] + P(3,8)*SF[11] - P(12,8)*SF[15] + P(11,8)*SPP[10] - (P(10,8)*q0)/2 + dt*(P(1,5) + P(0,5)*SF[8] + P(2,5)*SF[7] + P(3,5)*SF[11] - P(12,5)*SF[15] + P(11,5)*SPP[10] - (P(10,5)*q0)/2); + nextP(2,8) = P(2,8) + P(0,8)*SF[6] + P(1,8)*SF[10] + P(3,8)*SF[8] + P(12,8)*SF[14] - P(10,8)*SPP[10] - (P(11,8)*q0)/2 + dt*(P(2,5) + P(0,5)*SF[6] + P(1,5)*SF[10] + P(3,5)*SF[8] + P(12,5)*SF[14] - P(10,5)*SPP[10] - (P(11,5)*q0)/2); + nextP(3,8) = P(3,8) + P(0,8)*SF[7] + P(1,8)*SF[6] + P(2,8)*SF[9] + P(10,8)*SF[15] - P(11,8)*SF[14] - (P(12,8)*q0)/2 + dt*(P(3,5) + P(0,5)*SF[7] + P(1,5)*SF[6] + P(2,5)*SF[9] + P(10,5)*SF[15] - P(11,5)*SF[14] - (P(12,5)*q0)/2); + nextP(4,8) = P(4,8) + P(0,8)*SF[5] + P(1,8)*SF[3] - P(3,8)*SF[4] + P(2,8)*SPP[0] + P(13,8)*SPP[3] + P(14,8)*SPP[6] - P(15,8)*SPP[9] + dt*(P(4,5) + P(0,5)*SF[5] + P(1,5)*SF[3] - P(3,5)*SF[4] + P(2,5)*SPP[0] + P(13,5)*SPP[3] + P(14,5)*SPP[6] - P(15,5)*SPP[9]); + nextP(5,8) = P(5,8) + P(0,8)*SF[4] + P(2,8)*SF[3] + P(3,8)*SF[5] - P(1,8)*SPP[0] - P(13,8)*SPP[8] + P(14,8)*SPP[2] + P(15,8)*SPP[5] + dt*(P(5,5) + P(0,5)*SF[4] + P(2,5)*SF[3] + P(3,5)*SF[5] - P(1,5)*SPP[0] - P(13,5)*SPP[8] + P(14,5)*SPP[2] + P(15,5)*SPP[5]); + nextP(6,8) = P(6,8) + P(1,8)*SF[4] - P(2,8)*SF[5] + P(3,8)*SF[3] + P(0,8)*SPP[0] + P(13,8)*SPP[4] - P(14,8)*SPP[7] - P(15,8)*SPP[1] + dt*(P(6,5) + P(1,5)*SF[4] - P(2,5)*SF[5] + P(3,5)*SF[3] + P(0,5)*SPP[0] + P(13,5)*SPP[4] - P(14,5)*SPP[7] - P(15,5)*SPP[1]); + nextP(7,8) = P(7,8) + P(4,8)*dt + dt*(P(7,5) + P(4,5)*dt); + nextP(8,8) = P(8,8) + P(5,8)*dt + dt*(P(8,5) + P(5,5)*dt); + nextP(0,9) = P(0,9) + P(1,9)*SF[9] + P(2,9)*SF[11] + P(3,9)*SF[10] + P(10,9)*SF[14] + P(11,9)*SF[15] + P(12,9)*SPP[10] + dt*(P(0,6) + P(1,6)*SF[9] + P(2,6)*SF[11] + P(3,6)*SF[10] + P(10,6)*SF[14] + P(11,6)*SF[15] + P(12,6)*SPP[10]); + nextP(1,9) = P(1,9) + P(0,9)*SF[8] + P(2,9)*SF[7] + P(3,9)*SF[11] - P(12,9)*SF[15] + P(11,9)*SPP[10] - (P(10,9)*q0)/2 + dt*(P(1,6) + P(0,6)*SF[8] + P(2,6)*SF[7] + P(3,6)*SF[11] - P(12,6)*SF[15] + P(11,6)*SPP[10] - (P(10,6)*q0)/2); + nextP(2,9) = P(2,9) + P(0,9)*SF[6] + P(1,9)*SF[10] + P(3,9)*SF[8] + P(12,9)*SF[14] - P(10,9)*SPP[10] - (P(11,9)*q0)/2 + dt*(P(2,6) + P(0,6)*SF[6] + P(1,6)*SF[10] + P(3,6)*SF[8] + P(12,6)*SF[14] - P(10,6)*SPP[10] - (P(11,6)*q0)/2); + nextP(3,9) = P(3,9) + P(0,9)*SF[7] + P(1,9)*SF[6] + P(2,9)*SF[9] + P(10,9)*SF[15] - P(11,9)*SF[14] - (P(12,9)*q0)/2 + dt*(P(3,6) + P(0,6)*SF[7] + P(1,6)*SF[6] + P(2,6)*SF[9] + P(10,6)*SF[15] - P(11,6)*SF[14] - (P(12,6)*q0)/2); + nextP(4,9) = P(4,9) + P(0,9)*SF[5] + P(1,9)*SF[3] - P(3,9)*SF[4] + P(2,9)*SPP[0] + P(13,9)*SPP[3] + P(14,9)*SPP[6] - P(15,9)*SPP[9] + dt*(P(4,6) + P(0,6)*SF[5] + P(1,6)*SF[3] - P(3,6)*SF[4] + P(2,6)*SPP[0] + P(13,6)*SPP[3] + P(14,6)*SPP[6] - P(15,6)*SPP[9]); + nextP(5,9) = P(5,9) + P(0,9)*SF[4] + P(2,9)*SF[3] + P(3,9)*SF[5] - P(1,9)*SPP[0] - P(13,9)*SPP[8] + P(14,9)*SPP[2] + P(15,9)*SPP[5] + dt*(P(5,6) + P(0,6)*SF[4] + P(2,6)*SF[3] + P(3,6)*SF[5] - P(1,6)*SPP[0] - P(13,6)*SPP[8] + P(14,6)*SPP[2] + P(15,6)*SPP[5]); + nextP(6,9) = P(6,9) + P(1,9)*SF[4] - P(2,9)*SF[5] + P(3,9)*SF[3] + P(0,9)*SPP[0] + P(13,9)*SPP[4] - P(14,9)*SPP[7] - P(15,9)*SPP[1] + dt*(P(6,6) + P(1,6)*SF[4] - P(2,6)*SF[5] + P(3,6)*SF[3] + P(0,6)*SPP[0] + P(13,6)*SPP[4] - P(14,6)*SPP[7] - P(15,6)*SPP[1]); + nextP(7,9) = P(7,9) + P(4,9)*dt + dt*(P(7,6) + P(4,6)*dt); + nextP(8,9) = P(8,9) + P(5,9)*dt + dt*(P(8,6) + P(5,6)*dt); + nextP(9,9) = P(9,9) + P(6,9)*dt + dt*(P(9,6) + P(6,6)*dt); + nextP(0,10) = P(0,10) + P(1,10)*SF[9] + P(2,10)*SF[11] + P(3,10)*SF[10] + P(10,10)*SF[14] + P(11,10)*SF[15] + P(12,10)*SPP[10]; + nextP(1,10) = P(1,10) + P(0,10)*SF[8] + P(2,10)*SF[7] + P(3,10)*SF[11] - P(12,10)*SF[15] + P(11,10)*SPP[10] - (P(10,10)*q0)/2; + nextP(2,10) = P(2,10) + P(0,10)*SF[6] + P(1,10)*SF[10] + P(3,10)*SF[8] + P(12,10)*SF[14] - P(10,10)*SPP[10] - (P(11,10)*q0)/2; + nextP(3,10) = P(3,10) + P(0,10)*SF[7] + P(1,10)*SF[6] + P(2,10)*SF[9] + P(10,10)*SF[15] - P(11,10)*SF[14] - (P(12,10)*q0)/2; + nextP(4,10) = P(4,10) + P(0,10)*SF[5] + P(1,10)*SF[3] - P(3,10)*SF[4] + P(2,10)*SPP[0] + P(13,10)*SPP[3] + P(14,10)*SPP[6] - P(15,10)*SPP[9]; + nextP(5,10) = P(5,10) + P(0,10)*SF[4] + P(2,10)*SF[3] + P(3,10)*SF[5] - P(1,10)*SPP[0] - P(13,10)*SPP[8] + P(14,10)*SPP[2] + P(15,10)*SPP[5]; + nextP(6,10) = P(6,10) + P(1,10)*SF[4] - P(2,10)*SF[5] + P(3,10)*SF[3] + P(0,10)*SPP[0] + P(13,10)*SPP[4] - P(14,10)*SPP[7] - P(15,10)*SPP[1]; + nextP(7,10) = P(7,10) + P(4,10)*dt; + nextP(8,10) = P(8,10) + P(5,10)*dt; + nextP(9,10) = P(9,10) + P(6,10)*dt; + nextP(10,10) = P(10,10); + nextP(0,11) = P(0,11) + P(1,11)*SF[9] + P(2,11)*SF[11] + P(3,11)*SF[10] + P(10,11)*SF[14] + P(11,11)*SF[15] + P(12,11)*SPP[10]; + nextP(1,11) = P(1,11) + P(0,11)*SF[8] + P(2,11)*SF[7] + P(3,11)*SF[11] - P(12,11)*SF[15] + P(11,11)*SPP[10] - (P(10,11)*q0)/2; + nextP(2,11) = P(2,11) + P(0,11)*SF[6] + P(1,11)*SF[10] + P(3,11)*SF[8] + P(12,11)*SF[14] - P(10,11)*SPP[10] - (P(11,11)*q0)/2; + nextP(3,11) = P(3,11) + P(0,11)*SF[7] + P(1,11)*SF[6] + P(2,11)*SF[9] + P(10,11)*SF[15] - P(11,11)*SF[14] - (P(12,11)*q0)/2; + nextP(4,11) = P(4,11) + P(0,11)*SF[5] + P(1,11)*SF[3] - P(3,11)*SF[4] + P(2,11)*SPP[0] + P(13,11)*SPP[3] + P(14,11)*SPP[6] - P(15,11)*SPP[9]; + nextP(5,11) = P(5,11) + P(0,11)*SF[4] + P(2,11)*SF[3] + P(3,11)*SF[5] - P(1,11)*SPP[0] - P(13,11)*SPP[8] + P(14,11)*SPP[2] + P(15,11)*SPP[5]; + nextP(6,11) = P(6,11) + P(1,11)*SF[4] - P(2,11)*SF[5] + P(3,11)*SF[3] + P(0,11)*SPP[0] + P(13,11)*SPP[4] - P(14,11)*SPP[7] - P(15,11)*SPP[1]; + nextP(7,11) = P(7,11) + P(4,11)*dt; + nextP(8,11) = P(8,11) + P(5,11)*dt; + nextP(9,11) = P(9,11) + P(6,11)*dt; + nextP(10,11) = P(10,11); + nextP(11,11) = P(11,11); + nextP(0,12) = P(0,12) + P(1,12)*SF[9] + P(2,12)*SF[11] + P(3,12)*SF[10] + P(10,12)*SF[14] + P(11,12)*SF[15] + P(12,12)*SPP[10]; + nextP(1,12) = P(1,12) + P(0,12)*SF[8] + P(2,12)*SF[7] + P(3,12)*SF[11] - P(12,12)*SF[15] + P(11,12)*SPP[10] - (P(10,12)*q0)/2; + nextP(2,12) = P(2,12) + P(0,12)*SF[6] + P(1,12)*SF[10] + P(3,12)*SF[8] + P(12,12)*SF[14] - P(10,12)*SPP[10] - (P(11,12)*q0)/2; + nextP(3,12) = P(3,12) + P(0,12)*SF[7] + P(1,12)*SF[6] + P(2,12)*SF[9] + P(10,12)*SF[15] - P(11,12)*SF[14] - (P(12,12)*q0)/2; + nextP(4,12) = P(4,12) + P(0,12)*SF[5] + P(1,12)*SF[3] - P(3,12)*SF[4] + P(2,12)*SPP[0] + P(13,12)*SPP[3] + P(14,12)*SPP[6] - P(15,12)*SPP[9]; + nextP(5,12) = P(5,12) + P(0,12)*SF[4] + P(2,12)*SF[3] + P(3,12)*SF[5] - P(1,12)*SPP[0] - P(13,12)*SPP[8] + P(14,12)*SPP[2] + P(15,12)*SPP[5]; + nextP(6,12) = P(6,12) + P(1,12)*SF[4] - P(2,12)*SF[5] + P(3,12)*SF[3] + P(0,12)*SPP[0] + P(13,12)*SPP[4] - P(14,12)*SPP[7] - P(15,12)*SPP[1]; + nextP(7,12) = P(7,12) + P(4,12)*dt; + nextP(8,12) = P(8,12) + P(5,12)*dt; + nextP(9,12) = P(9,12) + P(6,12)*dt; + nextP(10,12) = P(10,12); + nextP(11,12) = P(11,12); + nextP(12,12) = P(12,12); // add process noise that is not from the IMU for (unsigned i = 0; i <= 9; i++) { - nextP[i][i] += process_noise[i]; + nextP(i,i) += process_noise(i); } // process noise contribution for delta angle states can be very small compared to // the variances, therefore use algorithm to minimise numerical error for (unsigned i = 10; i <=12; i++) { const int index = i-10; - nextP[i][i] = kahanSummation(nextP[i][i], process_noise[i], _delta_angle_bias_var_accum(index)); + nextP(i,i) = kahanSummation(nextP(i,i), process_noise(i), _delta_angle_bias_var_accum(index)); } // Don't calculate these covariance terms if IMU delta velocity bias estimation is inhibited if (!(_params.fusion_mode & MASK_INHIBIT_ACC_BIAS) && !_accel_bias_inhibit) { // calculate variances and upper diagonal covariances for IMU delta velocity bias states - nextP[0][13] = P[0][13] + P[1][13]*SF[9] + P[2][13]*SF[11] + P[3][13]*SF[10] + P[10][13]*SF[14] + P[11][13]*SF[15] + P[12][13]*SPP[10]; - nextP[1][13] = P[1][13] + P[0][13]*SF[8] + P[2][13]*SF[7] + P[3][13]*SF[11] - P[12][13]*SF[15] + P[11][13]*SPP[10] - (P[10][13]*q0)/2; - nextP[2][13] = P[2][13] + P[0][13]*SF[6] + P[1][13]*SF[10] + P[3][13]*SF[8] + P[12][13]*SF[14] - P[10][13]*SPP[10] - (P[11][13]*q0)/2; - nextP[3][13] = P[3][13] + P[0][13]*SF[7] + P[1][13]*SF[6] + P[2][13]*SF[9] + P[10][13]*SF[15] - P[11][13]*SF[14] - (P[12][13]*q0)/2; - nextP[4][13] = P[4][13] + P[0][13]*SF[5] + P[1][13]*SF[3] - P[3][13]*SF[4] + P[2][13]*SPP[0] + P[13][13]*SPP[3] + P[14][13]*SPP[6] - P[15][13]*SPP[9]; - nextP[5][13] = P[5][13] + P[0][13]*SF[4] + P[2][13]*SF[3] + P[3][13]*SF[5] - P[1][13]*SPP[0] - P[13][13]*SPP[8] + P[14][13]*SPP[2] + P[15][13]*SPP[5]; - nextP[6][13] = P[6][13] + P[1][13]*SF[4] - P[2][13]*SF[5] + P[3][13]*SF[3] + P[0][13]*SPP[0] + P[13][13]*SPP[4] - P[14][13]*SPP[7] - P[15][13]*SPP[1]; - nextP[7][13] = P[7][13] + P[4][13]*dt; - nextP[8][13] = P[8][13] + P[5][13]*dt; - nextP[9][13] = P[9][13] + P[6][13]*dt; - nextP[10][13] = P[10][13]; - nextP[11][13] = P[11][13]; - nextP[12][13] = P[12][13]; - nextP[13][13] = P[13][13]; - nextP[0][14] = P[0][14] + P[1][14]*SF[9] + P[2][14]*SF[11] + P[3][14]*SF[10] + P[10][14]*SF[14] + P[11][14]*SF[15] + P[12][14]*SPP[10]; - nextP[1][14] = P[1][14] + P[0][14]*SF[8] + P[2][14]*SF[7] + P[3][14]*SF[11] - P[12][14]*SF[15] + P[11][14]*SPP[10] - (P[10][14]*q0)/2; - nextP[2][14] = P[2][14] + P[0][14]*SF[6] + P[1][14]*SF[10] + P[3][14]*SF[8] + P[12][14]*SF[14] - P[10][14]*SPP[10] - (P[11][14]*q0)/2; - nextP[3][14] = P[3][14] + P[0][14]*SF[7] + P[1][14]*SF[6] + P[2][14]*SF[9] + P[10][14]*SF[15] - P[11][14]*SF[14] - (P[12][14]*q0)/2; - nextP[4][14] = P[4][14] + P[0][14]*SF[5] + P[1][14]*SF[3] - P[3][14]*SF[4] + P[2][14]*SPP[0] + P[13][14]*SPP[3] + P[14][14]*SPP[6] - P[15][14]*SPP[9]; - nextP[5][14] = P[5][14] + P[0][14]*SF[4] + P[2][14]*SF[3] + P[3][14]*SF[5] - P[1][14]*SPP[0] - P[13][14]*SPP[8] + P[14][14]*SPP[2] + P[15][14]*SPP[5]; - nextP[6][14] = P[6][14] + P[1][14]*SF[4] - P[2][14]*SF[5] + P[3][14]*SF[3] + P[0][14]*SPP[0] + P[13][14]*SPP[4] - P[14][14]*SPP[7] - P[15][14]*SPP[1]; - nextP[7][14] = P[7][14] + P[4][14]*dt; - nextP[8][14] = P[8][14] + P[5][14]*dt; - nextP[9][14] = P[9][14] + P[6][14]*dt; - nextP[10][14] = P[10][14]; - nextP[11][14] = P[11][14]; - nextP[12][14] = P[12][14]; - nextP[13][14] = P[13][14]; - nextP[14][14] = P[14][14]; - nextP[0][15] = P[0][15] + P[1][15]*SF[9] + P[2][15]*SF[11] + P[3][15]*SF[10] + P[10][15]*SF[14] + P[11][15]*SF[15] + P[12][15]*SPP[10]; - nextP[1][15] = P[1][15] + P[0][15]*SF[8] + P[2][15]*SF[7] + P[3][15]*SF[11] - P[12][15]*SF[15] + P[11][15]*SPP[10] - (P[10][15]*q0)/2; - nextP[2][15] = P[2][15] + P[0][15]*SF[6] + P[1][15]*SF[10] + P[3][15]*SF[8] + P[12][15]*SF[14] - P[10][15]*SPP[10] - (P[11][15]*q0)/2; - nextP[3][15] = P[3][15] + P[0][15]*SF[7] + P[1][15]*SF[6] + P[2][15]*SF[9] + P[10][15]*SF[15] - P[11][15]*SF[14] - (P[12][15]*q0)/2; - nextP[4][15] = P[4][15] + P[0][15]*SF[5] + P[1][15]*SF[3] - P[3][15]*SF[4] + P[2][15]*SPP[0] + P[13][15]*SPP[3] + P[14][15]*SPP[6] - P[15][15]*SPP[9]; - nextP[5][15] = P[5][15] + P[0][15]*SF[4] + P[2][15]*SF[3] + P[3][15]*SF[5] - P[1][15]*SPP[0] - P[13][15]*SPP[8] + P[14][15]*SPP[2] + P[15][15]*SPP[5]; - nextP[6][15] = P[6][15] + P[1][15]*SF[4] - P[2][15]*SF[5] + P[3][15]*SF[3] + P[0][15]*SPP[0] + P[13][15]*SPP[4] - P[14][15]*SPP[7] - P[15][15]*SPP[1]; - nextP[7][15] = P[7][15] + P[4][15]*dt; - nextP[8][15] = P[8][15] + P[5][15]*dt; - nextP[9][15] = P[9][15] + P[6][15]*dt; - nextP[10][15] = P[10][15]; - nextP[11][15] = P[11][15]; - nextP[12][15] = P[12][15]; - nextP[13][15] = P[13][15]; - nextP[14][15] = P[14][15]; - nextP[15][15] = P[15][15]; + nextP(0,13) = P(0,13) + P(1,13)*SF[9] + P(2,13)*SF[11] + P(3,13)*SF[10] + P(10,13)*SF[14] + P(11,13)*SF[15] + P(12,13)*SPP[10]; + nextP(1,13) = P(1,13) + P(0,13)*SF[8] + P(2,13)*SF[7] + P(3,13)*SF[11] - P(12,13)*SF[15] + P(11,13)*SPP[10] - (P(10,13)*q0)/2; + nextP(2,13) = P(2,13) + P(0,13)*SF[6] + P(1,13)*SF[10] + P(3,13)*SF[8] + P(12,13)*SF[14] - P(10,13)*SPP[10] - (P(11,13)*q0)/2; + nextP(3,13) = P(3,13) + P(0,13)*SF[7] + P(1,13)*SF[6] + P(2,13)*SF[9] + P(10,13)*SF[15] - P(11,13)*SF[14] - (P(12,13)*q0)/2; + nextP(4,13) = P(4,13) + P(0,13)*SF[5] + P(1,13)*SF[3] - P(3,13)*SF[4] + P(2,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[3] + P(14,13)*SPP[6] - P(15,13)*SPP[9]; + nextP(5,13) = P(5,13) + P(0,13)*SF[4] + P(2,13)*SF[3] + P(3,13)*SF[5] - P(1,13)*SPP[0] - P(13,13)*SPP[8] + P(14,13)*SPP[2] + P(15,13)*SPP[5]; + nextP(6,13) = P(6,13) + P(1,13)*SF[4] - P(2,13)*SF[5] + P(3,13)*SF[3] + P(0,13)*SPP[0] + P(13,13)*SPP[4] - P(14,13)*SPP[7] - P(15,13)*SPP[1]; + nextP(7,13) = P(7,13) + P(4,13)*dt; + nextP(8,13) = P(8,13) + P(5,13)*dt; + nextP(9,13) = P(9,13) + P(6,13)*dt; + nextP(10,13) = P(10,13); + nextP(11,13) = P(11,13); + nextP(12,13) = P(12,13); + nextP(13,13) = P(13,13); + nextP(0,14) = P(0,14) + P(1,14)*SF[9] + P(2,14)*SF[11] + P(3,14)*SF[10] + P(10,14)*SF[14] + P(11,14)*SF[15] + P(12,14)*SPP[10]; + nextP(1,14) = P(1,14) + P(0,14)*SF[8] + P(2,14)*SF[7] + P(3,14)*SF[11] - P(12,14)*SF[15] + P(11,14)*SPP[10] - (P(10,14)*q0)/2; + nextP(2,14) = P(2,14) + P(0,14)*SF[6] + P(1,14)*SF[10] + P(3,14)*SF[8] + P(12,14)*SF[14] - P(10,14)*SPP[10] - (P(11,14)*q0)/2; + nextP(3,14) = P(3,14) + P(0,14)*SF[7] + P(1,14)*SF[6] + P(2,14)*SF[9] + P(10,14)*SF[15] - P(11,14)*SF[14] - (P(12,14)*q0)/2; + nextP(4,14) = P(4,14) + P(0,14)*SF[5] + P(1,14)*SF[3] - P(3,14)*SF[4] + P(2,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[3] + P(14,14)*SPP[6] - P(15,14)*SPP[9]; + nextP(5,14) = P(5,14) + P(0,14)*SF[4] + P(2,14)*SF[3] + P(3,14)*SF[5] - P(1,14)*SPP[0] - P(13,14)*SPP[8] + P(14,14)*SPP[2] + P(15,14)*SPP[5]; + nextP(6,14) = P(6,14) + P(1,14)*SF[4] - P(2,14)*SF[5] + P(3,14)*SF[3] + P(0,14)*SPP[0] + P(13,14)*SPP[4] - P(14,14)*SPP[7] - P(15,14)*SPP[1]; + nextP(7,14) = P(7,14) + P(4,14)*dt; + nextP(8,14) = P(8,14) + P(5,14)*dt; + nextP(9,14) = P(9,14) + P(6,14)*dt; + nextP(10,14) = P(10,14); + nextP(11,14) = P(11,14); + nextP(12,14) = P(12,14); + nextP(13,14) = P(13,14); + nextP(14,14) = P(14,14); + nextP(0,15) = P(0,15) + P(1,15)*SF[9] + P(2,15)*SF[11] + P(3,15)*SF[10] + P(10,15)*SF[14] + P(11,15)*SF[15] + P(12,15)*SPP[10]; + nextP(1,15) = P(1,15) + P(0,15)*SF[8] + P(2,15)*SF[7] + P(3,15)*SF[11] - P(12,15)*SF[15] + P(11,15)*SPP[10] - (P(10,15)*q0)/2; + nextP(2,15) = P(2,15) + P(0,15)*SF[6] + P(1,15)*SF[10] + P(3,15)*SF[8] + P(12,15)*SF[14] - P(10,15)*SPP[10] - (P(11,15)*q0)/2; + nextP(3,15) = P(3,15) + P(0,15)*SF[7] + P(1,15)*SF[6] + P(2,15)*SF[9] + P(10,15)*SF[15] - P(11,15)*SF[14] - (P(12,15)*q0)/2; + nextP(4,15) = P(4,15) + P(0,15)*SF[5] + P(1,15)*SF[3] - P(3,15)*SF[4] + P(2,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[3] + P(14,15)*SPP[6] - P(15,15)*SPP[9]; + nextP(5,15) = P(5,15) + P(0,15)*SF[4] + P(2,15)*SF[3] + P(3,15)*SF[5] - P(1,15)*SPP[0] - P(13,15)*SPP[8] + P(14,15)*SPP[2] + P(15,15)*SPP[5]; + nextP(6,15) = P(6,15) + P(1,15)*SF[4] - P(2,15)*SF[5] + P(3,15)*SF[3] + P(0,15)*SPP[0] + P(13,15)*SPP[4] - P(14,15)*SPP[7] - P(15,15)*SPP[1]; + nextP(7,15) = P(7,15) + P(4,15)*dt; + nextP(8,15) = P(8,15) + P(5,15)*dt; + nextP(9,15) = P(9,15) + P(6,15)*dt; + nextP(10,15) = P(10,15); + nextP(11,15) = P(11,15); + nextP(12,15) = P(12,15); + nextP(13,15) = P(13,15); + nextP(14,15) = P(14,15); + nextP(15,15) = P(15,15); // add process noise that is not from the IMU // process noise contributiton for delta velocity states can be very small compared to // the variances, therefore use algorithm to minimise numerical error for (unsigned i = 13; i <= 15; i++) { const int index = i-13; - nextP[i][i] = kahanSummation(nextP[i][i], process_noise[i], _delta_vel_bias_var_accum(index)); + nextP(i,i) = kahanSummation(nextP(i,i), process_noise(i), _delta_vel_bias_var_accum(index)); } } else { // Inhibit delta velocity bias learning by zeroing the covariance terms - zeroRows(nextP, 13, 15); - zeroCols(nextP, 13, 15); + nextP.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(13, 0.0f); _delta_vel_bias_var_accum.setZero(); } // Don't do covariance prediction on magnetic field states unless we are using 3-axis fusion if (_control_status.flags.mag_3D) { // calculate variances and upper diagonal covariances for earth and body magnetic field states - nextP[0][16] = P[0][16] + P[1][16]*SF[9] + P[2][16]*SF[11] + P[3][16]*SF[10] + P[10][16]*SF[14] + P[11][16]*SF[15] + P[12][16]*SPP[10]; - nextP[1][16] = P[1][16] + P[0][16]*SF[8] + P[2][16]*SF[7] + P[3][16]*SF[11] - P[12][16]*SF[15] + P[11][16]*SPP[10] - (P[10][16]*q0)/2; - nextP[2][16] = P[2][16] + P[0][16]*SF[6] + P[1][16]*SF[10] + P[3][16]*SF[8] + P[12][16]*SF[14] - P[10][16]*SPP[10] - (P[11][16]*q0)/2; - nextP[3][16] = P[3][16] + P[0][16]*SF[7] + P[1][16]*SF[6] + P[2][16]*SF[9] + P[10][16]*SF[15] - P[11][16]*SF[14] - (P[12][16]*q0)/2; - nextP[4][16] = P[4][16] + P[0][16]*SF[5] + P[1][16]*SF[3] - P[3][16]*SF[4] + P[2][16]*SPP[0] + P[13][16]*SPP[3] + P[14][16]*SPP[6] - P[15][16]*SPP[9]; - nextP[5][16] = P[5][16] + P[0][16]*SF[4] + P[2][16]*SF[3] + P[3][16]*SF[5] - P[1][16]*SPP[0] - P[13][16]*SPP[8] + P[14][16]*SPP[2] + P[15][16]*SPP[5]; - nextP[6][16] = P[6][16] + P[1][16]*SF[4] - P[2][16]*SF[5] + P[3][16]*SF[3] + P[0][16]*SPP[0] + P[13][16]*SPP[4] - P[14][16]*SPP[7] - P[15][16]*SPP[1]; - nextP[7][16] = P[7][16] + P[4][16]*dt; - nextP[8][16] = P[8][16] + P[5][16]*dt; - nextP[9][16] = P[9][16] + P[6][16]*dt; - nextP[10][16] = P[10][16]; - nextP[11][16] = P[11][16]; - nextP[12][16] = P[12][16]; - nextP[13][16] = P[13][16]; - nextP[14][16] = P[14][16]; - nextP[15][16] = P[15][16]; - nextP[16][16] = P[16][16]; - nextP[0][17] = P[0][17] + P[1][17]*SF[9] + P[2][17]*SF[11] + P[3][17]*SF[10] + P[10][17]*SF[14] + P[11][17]*SF[15] + P[12][17]*SPP[10]; - nextP[1][17] = P[1][17] + P[0][17]*SF[8] + P[2][17]*SF[7] + P[3][17]*SF[11] - P[12][17]*SF[15] + P[11][17]*SPP[10] - (P[10][17]*q0)/2; - nextP[2][17] = P[2][17] + P[0][17]*SF[6] + P[1][17]*SF[10] + P[3][17]*SF[8] + P[12][17]*SF[14] - P[10][17]*SPP[10] - (P[11][17]*q0)/2; - nextP[3][17] = P[3][17] + P[0][17]*SF[7] + P[1][17]*SF[6] + P[2][17]*SF[9] + P[10][17]*SF[15] - P[11][17]*SF[14] - (P[12][17]*q0)/2; - nextP[4][17] = P[4][17] + P[0][17]*SF[5] + P[1][17]*SF[3] - P[3][17]*SF[4] + P[2][17]*SPP[0] + P[13][17]*SPP[3] + P[14][17]*SPP[6] - P[15][17]*SPP[9]; - nextP[5][17] = P[5][17] + P[0][17]*SF[4] + P[2][17]*SF[3] + P[3][17]*SF[5] - P[1][17]*SPP[0] - P[13][17]*SPP[8] + P[14][17]*SPP[2] + P[15][17]*SPP[5]; - nextP[6][17] = P[6][17] + P[1][17]*SF[4] - P[2][17]*SF[5] + P[3][17]*SF[3] + P[0][17]*SPP[0] + P[13][17]*SPP[4] - P[14][17]*SPP[7] - P[15][17]*SPP[1]; - nextP[7][17] = P[7][17] + P[4][17]*dt; - nextP[8][17] = P[8][17] + P[5][17]*dt; - nextP[9][17] = P[9][17] + P[6][17]*dt; - nextP[10][17] = P[10][17]; - nextP[11][17] = P[11][17]; - nextP[12][17] = P[12][17]; - nextP[13][17] = P[13][17]; - nextP[14][17] = P[14][17]; - nextP[15][17] = P[15][17]; - nextP[16][17] = P[16][17]; - nextP[17][17] = P[17][17]; - nextP[0][18] = P[0][18] + P[1][18]*SF[9] + P[2][18]*SF[11] + P[3][18]*SF[10] + P[10][18]*SF[14] + P[11][18]*SF[15] + P[12][18]*SPP[10]; - 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P(12,20)*SF[15] + P(11,20)*SPP[10] - (P(10,20)*q0)/2; + nextP(2,20) = P(2,20) + P(0,20)*SF[6] + P(1,20)*SF[10] + P(3,20)*SF[8] + P(12,20)*SF[14] - P(10,20)*SPP[10] - (P(11,20)*q0)/2; + nextP(3,20) = P(3,20) + P(0,20)*SF[7] + P(1,20)*SF[6] + P(2,20)*SF[9] + P(10,20)*SF[15] - P(11,20)*SF[14] - (P(12,20)*q0)/2; + nextP(4,20) = P(4,20) + P(0,20)*SF[5] + P(1,20)*SF[3] - P(3,20)*SF[4] + P(2,20)*SPP[0] + P(13,20)*SPP[3] + P(14,20)*SPP[6] - P(15,20)*SPP[9]; + nextP(5,20) = P(5,20) + P(0,20)*SF[4] + P(2,20)*SF[3] + P(3,20)*SF[5] - P(1,20)*SPP[0] - P(13,20)*SPP[8] + P(14,20)*SPP[2] + P(15,20)*SPP[5]; + nextP(6,20) = P(6,20) + P(1,20)*SF[4] - P(2,20)*SF[5] + P(3,20)*SF[3] + P(0,20)*SPP[0] + P(13,20)*SPP[4] - P(14,20)*SPP[7] - P(15,20)*SPP[1]; + nextP(7,20) = P(7,20) + P(4,20)*dt; + nextP(8,20) = P(8,20) + P(5,20)*dt; + nextP(9,20) = P(9,20) + P(6,20)*dt; + nextP(10,20) = P(10,20); + nextP(11,20) = P(11,20); + nextP(12,20) = P(12,20); + nextP(13,20) = P(13,20); + nextP(14,20) = P(14,20); + nextP(15,20) = P(15,20); + nextP(16,20) = P(16,20); + nextP(17,20) = P(17,20); + nextP(18,20) = P(18,20); + nextP(19,20) = P(19,20); + nextP(20,20) = P(20,20); + nextP(0,21) = P(0,21) + P(1,21)*SF[9] + P(2,21)*SF[11] + P(3,21)*SF[10] + P(10,21)*SF[14] + P(11,21)*SF[15] + P(12,21)*SPP[10]; + nextP(1,21) = P(1,21) + P(0,21)*SF[8] + P(2,21)*SF[7] + P(3,21)*SF[11] - P(12,21)*SF[15] + P(11,21)*SPP[10] - (P(10,21)*q0)/2; + nextP(2,21) = P(2,21) + P(0,21)*SF[6] + P(1,21)*SF[10] + P(3,21)*SF[8] + P(12,21)*SF[14] - P(10,21)*SPP[10] - (P(11,21)*q0)/2; + nextP(3,21) = P(3,21) + P(0,21)*SF[7] + P(1,21)*SF[6] + P(2,21)*SF[9] + P(10,21)*SF[15] - P(11,21)*SF[14] - (P(12,21)*q0)/2; + nextP(4,21) = P(4,21) + P(0,21)*SF[5] + P(1,21)*SF[3] - P(3,21)*SF[4] + P(2,21)*SPP[0] + P(13,21)*SPP[3] + P(14,21)*SPP[6] - P(15,21)*SPP[9]; + nextP(5,21) = P(5,21) + P(0,21)*SF[4] + P(2,21)*SF[3] + P(3,21)*SF[5] - P(1,21)*SPP[0] - P(13,21)*SPP[8] + P(14,21)*SPP[2] + P(15,21)*SPP[5]; + nextP(6,21) = P(6,21) + P(1,21)*SF[4] - P(2,21)*SF[5] + P(3,21)*SF[3] + P(0,21)*SPP[0] + P(13,21)*SPP[4] - P(14,21)*SPP[7] - P(15,21)*SPP[1]; + nextP(7,21) = P(7,21) + P(4,21)*dt; + nextP(8,21) = P(8,21) + P(5,21)*dt; + nextP(9,21) = P(9,21) + P(6,21)*dt; + nextP(10,21) = P(10,21); + nextP(11,21) = P(11,21); + nextP(12,21) = P(12,21); + nextP(13,21) = P(13,21); + nextP(14,21) = P(14,21); + nextP(15,21) = P(15,21); + nextP(16,21) = P(16,21); + nextP(17,21) = P(17,21); + nextP(18,21) = P(18,21); + nextP(19,21) = P(19,21); + nextP(20,21) = P(20,21); + nextP(21,21) = P(21,21); // add process noise that is not from the IMU for (unsigned i = 16; i <= 21; i++) { - nextP[i][i] += process_noise[i]; + nextP(i,i) += process_noise(i); } } @@ -641,68 +626,68 @@ void Ekf::predictCovariance() if (_control_status.flags.wind) { // calculate variances and upper diagonal covariances for wind states - nextP[0][22] = P[0][22] + P[1][22]*SF[9] + P[2][22]*SF[11] + P[3][22]*SF[10] + P[10][22]*SF[14] + P[11][22]*SF[15] + P[12][22]*SPP[10]; - nextP[1][22] = P[1][22] + P[0][22]*SF[8] + P[2][22]*SF[7] + P[3][22]*SF[11] - P[12][22]*SF[15] + P[11][22]*SPP[10] - (P[10][22]*q0)/2; - nextP[2][22] = P[2][22] + P[0][22]*SF[6] + P[1][22]*SF[10] + P[3][22]*SF[8] + P[12][22]*SF[14] - P[10][22]*SPP[10] - (P[11][22]*q0)/2; - nextP[3][22] = P[3][22] + P[0][22]*SF[7] + P[1][22]*SF[6] + P[2][22]*SF[9] + P[10][22]*SF[15] - P[11][22]*SF[14] - (P[12][22]*q0)/2; - nextP[4][22] = P[4][22] + P[0][22]*SF[5] + P[1][22]*SF[3] - P[3][22]*SF[4] + P[2][22]*SPP[0] + P[13][22]*SPP[3] + P[14][22]*SPP[6] - P[15][22]*SPP[9]; - nextP[5][22] = P[5][22] + P[0][22]*SF[4] + P[2][22]*SF[3] + P[3][22]*SF[5] - P[1][22]*SPP[0] - P[13][22]*SPP[8] + P[14][22]*SPP[2] + P[15][22]*SPP[5]; - nextP[6][22] = P[6][22] + P[1][22]*SF[4] - P[2][22]*SF[5] + P[3][22]*SF[3] + P[0][22]*SPP[0] + P[13][22]*SPP[4] - P[14][22]*SPP[7] - P[15][22]*SPP[1]; - nextP[7][22] = P[7][22] + P[4][22]*dt; - nextP[8][22] = P[8][22] + P[5][22]*dt; - nextP[9][22] = P[9][22] + P[6][22]*dt; - nextP[10][22] = P[10][22]; - nextP[11][22] = P[11][22]; - nextP[12][22] = P[12][22]; - nextP[13][22] = P[13][22]; - nextP[14][22] = P[14][22]; - nextP[15][22] = P[15][22]; - nextP[16][22] = P[16][22]; - nextP[17][22] = P[17][22]; - nextP[18][22] = P[18][22]; - nextP[19][22] = P[19][22]; - nextP[20][22] = P[20][22]; - nextP[21][22] = P[21][22]; - nextP[22][22] = P[22][22]; - nextP[0][23] = P[0][23] + P[1][23]*SF[9] + P[2][23]*SF[11] + P[3][23]*SF[10] + P[10][23]*SF[14] + P[11][23]*SF[15] + P[12][23]*SPP[10]; - nextP[1][23] = P[1][23] + P[0][23]*SF[8] + P[2][23]*SF[7] + P[3][23]*SF[11] - P[12][23]*SF[15] + P[11][23]*SPP[10] - (P[10][23]*q0)/2; - nextP[2][23] = P[2][23] + P[0][23]*SF[6] + P[1][23]*SF[10] + P[3][23]*SF[8] + P[12][23]*SF[14] - P[10][23]*SPP[10] - (P[11][23]*q0)/2; - nextP[3][23] = P[3][23] + P[0][23]*SF[7] + P[1][23]*SF[6] + P[2][23]*SF[9] + P[10][23]*SF[15] - P[11][23]*SF[14] - (P[12][23]*q0)/2; - nextP[4][23] = P[4][23] + P[0][23]*SF[5] + P[1][23]*SF[3] - P[3][23]*SF[4] + P[2][23]*SPP[0] + P[13][23]*SPP[3] + P[14][23]*SPP[6] - P[15][23]*SPP[9]; - nextP[5][23] = P[5][23] + P[0][23]*SF[4] + P[2][23]*SF[3] + P[3][23]*SF[5] - P[1][23]*SPP[0] - P[13][23]*SPP[8] + P[14][23]*SPP[2] + P[15][23]*SPP[5]; - nextP[6][23] = P[6][23] + P[1][23]*SF[4] - P[2][23]*SF[5] + P[3][23]*SF[3] + P[0][23]*SPP[0] + P[13][23]*SPP[4] - P[14][23]*SPP[7] - P[15][23]*SPP[1]; - nextP[7][23] = P[7][23] + P[4][23]*dt; - nextP[8][23] = P[8][23] + P[5][23]*dt; - nextP[9][23] = P[9][23] + P[6][23]*dt; - nextP[10][23] = P[10][23]; - nextP[11][23] = P[11][23]; - nextP[12][23] = P[12][23]; - nextP[13][23] = P[13][23]; - nextP[14][23] = P[14][23]; - nextP[15][23] = P[15][23]; - nextP[16][23] = P[16][23]; - nextP[17][23] = P[17][23]; - nextP[18][23] = P[18][23]; - nextP[19][23] = P[19][23]; - nextP[20][23] = P[20][23]; - nextP[21][23] = P[21][23]; - nextP[22][23] = P[22][23]; - nextP[23][23] = P[23][23]; + nextP(0,22) = P(0,22) + P(1,22)*SF[9] + P(2,22)*SF[11] + P(3,22)*SF[10] + P(10,22)*SF[14] + P(11,22)*SF[15] + P(12,22)*SPP[10]; + nextP(1,22) = P(1,22) + P(0,22)*SF[8] + P(2,22)*SF[7] + P(3,22)*SF[11] - P(12,22)*SF[15] + P(11,22)*SPP[10] - (P(10,22)*q0)/2; + nextP(2,22) = P(2,22) + P(0,22)*SF[6] + P(1,22)*SF[10] + P(3,22)*SF[8] + P(12,22)*SF[14] - P(10,22)*SPP[10] - (P(11,22)*q0)/2; + nextP(3,22) = P(3,22) + P(0,22)*SF[7] + P(1,22)*SF[6] + P(2,22)*SF[9] + P(10,22)*SF[15] - P(11,22)*SF[14] - (P(12,22)*q0)/2; + nextP(4,22) = P(4,22) + P(0,22)*SF[5] + P(1,22)*SF[3] - P(3,22)*SF[4] + P(2,22)*SPP[0] + P(13,22)*SPP[3] + P(14,22)*SPP[6] - P(15,22)*SPP[9]; + nextP(5,22) = P(5,22) + P(0,22)*SF[4] + P(2,22)*SF[3] + P(3,22)*SF[5] - P(1,22)*SPP[0] - P(13,22)*SPP[8] + P(14,22)*SPP[2] + P(15,22)*SPP[5]; + nextP(6,22) = P(6,22) + P(1,22)*SF[4] - P(2,22)*SF[5] + P(3,22)*SF[3] + P(0,22)*SPP[0] + P(13,22)*SPP[4] - P(14,22)*SPP[7] - P(15,22)*SPP[1]; + nextP(7,22) = P(7,22) + P(4,22)*dt; + nextP(8,22) = P(8,22) + P(5,22)*dt; + nextP(9,22) = P(9,22) + P(6,22)*dt; + nextP(10,22) = P(10,22); + nextP(11,22) = P(11,22); + nextP(12,22) = P(12,22); + nextP(13,22) = P(13,22); + nextP(14,22) = P(14,22); + nextP(15,22) = P(15,22); + nextP(16,22) = P(16,22); + nextP(17,22) = P(17,22); + nextP(18,22) = P(18,22); + nextP(19,22) = P(19,22); + nextP(20,22) = P(20,22); + nextP(21,22) = P(21,22); + nextP(22,22) = P(22,22); + nextP(0,23) = P(0,23) + P(1,23)*SF[9] + P(2,23)*SF[11] + P(3,23)*SF[10] + P(10,23)*SF[14] + P(11,23)*SF[15] + P(12,23)*SPP[10]; + nextP(1,23) = P(1,23) + P(0,23)*SF[8] + P(2,23)*SF[7] + P(3,23)*SF[11] - P(12,23)*SF[15] + P(11,23)*SPP[10] - (P(10,23)*q0)/2; + nextP(2,23) = P(2,23) + P(0,23)*SF[6] + P(1,23)*SF[10] + P(3,23)*SF[8] + P(12,23)*SF[14] - P(10,23)*SPP[10] - (P(11,23)*q0)/2; + nextP(3,23) = P(3,23) + P(0,23)*SF[7] + P(1,23)*SF[6] + P(2,23)*SF[9] + P(10,23)*SF[15] - P(11,23)*SF[14] - (P(12,23)*q0)/2; + nextP(4,23) = P(4,23) + P(0,23)*SF[5] + P(1,23)*SF[3] - P(3,23)*SF[4] + P(2,23)*SPP[0] + P(13,23)*SPP[3] + P(14,23)*SPP[6] - P(15,23)*SPP[9]; + nextP(5,23) = P(5,23) + P(0,23)*SF[4] + P(2,23)*SF[3] + P(3,23)*SF[5] - P(1,23)*SPP[0] - P(13,23)*SPP[8] + P(14,23)*SPP[2] + P(15,23)*SPP[5]; + nextP(6,23) = P(6,23) + P(1,23)*SF[4] - P(2,23)*SF[5] + P(3,23)*SF[3] + P(0,23)*SPP[0] + P(13,23)*SPP[4] - P(14,23)*SPP[7] - P(15,23)*SPP[1]; + nextP(7,23) = P(7,23) + P(4,23)*dt; + nextP(8,23) = P(8,23) + P(5,23)*dt; + nextP(9,23) = P(9,23) + P(6,23)*dt; + nextP(10,23) = P(10,23); + nextP(11,23) = P(11,23); + nextP(12,23) = P(12,23); + nextP(13,23) = P(13,23); + nextP(14,23) = P(14,23); + nextP(15,23) = P(15,23); + nextP(16,23) = P(16,23); + nextP(17,23) = P(17,23); + nextP(18,23) = P(18,23); + nextP(19,23) = P(19,23); + nextP(20,23) = P(20,23); + nextP(21,23) = P(21,23); + nextP(22,23) = P(22,23); + nextP(23,23) = P(23,23); // add process noise that is not from the IMU for (unsigned i = 22; i <= 23; i++) { - nextP[i][i] += process_noise[i]; + nextP(i,i) += process_noise(i); } } // stop position covariance growth if our total position variance reaches 100m // this can happen if we lose gps for some time - if ((P[7][7] + P[8][8]) > 1e4f) { + if ((P(7,7) + P(8,8)) > 1e4f) { for (uint8_t i = 7; i <= 8; i++) { for (uint8_t j = 0; j < _k_num_states; j++) { - nextP[i][j] = P[i][j]; - nextP[j][i] = P[j][i]; + nextP(i,j) = P(i,j); + nextP(j,i) = P(j,i); } } } @@ -710,13 +695,13 @@ void Ekf::predictCovariance() // covariance matrix is symmetrical, so copy upper half to lower half for (unsigned row = 1; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0 ; column < row; column++) { - P[row][column] = P[column][row] = nextP[column][row]; + P(row,column) = P(column,row) = nextP(column,row); } } // copy variances (diagonals) for (unsigned i = 0; i < _k_num_states; i++) { - P[i][i] = nextP[i][i]; + P(i,i) = nextP(i,i); } // fix gross errors in the covariance matrix and ensure rows and @@ -744,34 +729,34 @@ void Ekf::fixCovarianceErrors() for (int i = 0; i <= 3; i++) { // quaternion states - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[0]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[0]); } for (int i = 4; i <= 6; i++) { // NED velocity states - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[1]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[1]); } for (int i = 7; i <= 9; i++) { // NED position states - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[2]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[2]); } for (int i = 10; i <= 12; i++) { // gyro bias states - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[3]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[3]); } // force symmetry on the quaternion, velocity and position state covariances - makeSymmetrical(P, 0, 12); + P.makeRowColSymmetric<13>(0); // the following states are optional and are deactivated when not required // by ensuring the corresponding covariance matrix values are kept at zero // accelerometer bias states if ((_params.fusion_mode & MASK_INHIBIT_ACC_BIAS) || _accel_bias_inhibit) { - zeroRows(P, 13, 15); - zeroCols(P, 13, 15); + + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(13, 0.0f); } else { // Find the maximum delta velocity bias state variance and request a covariance reset if any variance is below the safe minimum @@ -780,10 +765,10 @@ void Ekf::fixCovarianceErrors() bool resetRequired = false; for (uint8_t stateIndex = 13; stateIndex <= 15; stateIndex++) { - if (P[stateIndex][stateIndex] > maxStateVar) { - maxStateVar = P[stateIndex][stateIndex]; + if (P(stateIndex,stateIndex) > maxStateVar) { + maxStateVar = P(stateIndex,stateIndex); - } else if (P[stateIndex][stateIndex] < minSafeStateVar) { + } else if (P(stateIndex,stateIndex) < minSafeStateVar) { resetRequired = true; } } @@ -795,25 +780,12 @@ void Ekf::fixCovarianceErrors() float minAllowedStateVar = fmaxf(0.01f * maxStateVar, minStateVarTarget); for (uint8_t stateIndex = 13; stateIndex <= 15; stateIndex++) { - P[stateIndex][stateIndex] = math::constrain(P[stateIndex][stateIndex], minAllowedStateVar, sq(0.1f * CONSTANTS_ONE_G * _dt_ekf_avg)); + P(stateIndex,stateIndex) = math::constrain(P(stateIndex,stateIndex), minAllowedStateVar, sq(0.1f * CONSTANTS_ONE_G * _dt_ekf_avg)); } // If any one axis has fallen below the safe minimum, all delta velocity covariance terms must be reset to zero if (resetRequired) { - float delVelBiasVar[3]; - - // store all delta velocity bias variances - for (uint8_t stateIndex = 13; stateIndex <= 15; stateIndex++) { - delVelBiasVar[stateIndex - 13] = P[stateIndex][stateIndex]; - } - - // reset all delta velocity bias covariances - zeroCols(P, 13, 15); - - // restore all delta velocity bias variances - for (uint8_t stateIndex = 13; stateIndex <= 15; stateIndex++) { - P[stateIndex][stateIndex] = delVelBiasVar[stateIndex - 13]; - } + P.uncorrelateCovariance<3>(13); } // Run additional checks to see if the delta velocity bias has hit limits in a direction that is clearly wrong @@ -843,73 +815,60 @@ void Ekf::fixCovarianceErrors() // if we have failed for 7 seconds continuously, reset the accel bias covariances to fix bad conditioning of // the covariance matrix but preserve the variances (diagonals) to allow bias learning to continue if (_time_last_imu - _time_acc_bias_check > (uint64_t)7e6) { - float varX = P[13][13]; - float varY = P[14][14]; - float varZ = P[15][15]; - zeroRows(P, 13, 15); - zeroCols(P, 13, 15); - P[13][13] = varX; - P[14][14] = varY; - P[15][15] = varZ; + + P.uncorrelateCovariance<3>(13); + _time_acc_bias_check = _time_last_imu; _fault_status.flags.bad_acc_bias = false; ECL_WARN_TIMESTAMPED("invalid accel bias - resetting covariance"); } else { // ensure the covariance values are symmetrical - makeSymmetrical(P, 13, 15); + P.makeRowColSymmetric<3>(13); } } // magnetic field states if (!_control_status.flags.mag_3D) { - zeroRows(P, 16, 21); - zeroCols(P, 16, 21); + zeroMagCov(); } else { // constrain variances for (int i = 16; i <= 18; i++) { - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[5]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[5]); } for (int i = 19; i <= 21; i++) { - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[6]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[6]); } // force symmetry - makeSymmetrical(P, 16, 21); + P.makeRowColSymmetric<6>(16); } // wind velocity states if (!_control_status.flags.wind) { - zeroRows(P, 22, 23); - zeroCols(P, 22, 23); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(22, 0.0f); } else { // constrain variances for (int i = 22; i <= 23; i++) { - P[i][i] = math::constrain(P[i][i], 0.0f, P_lim[7]); + P(i,i) = math::constrain(P(i,i), 0.0f, P_lim[7]); } // force symmetry - makeSymmetrical(P, 22, 23); + P.makeRowColSymmetric<2>(22); } } void Ekf::resetMagRelatedCovariances() { // set the quaternion covariance terms to zero - zeroRows(P, 0, 3); - zeroCols(P, 0, 3); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<4>(0, 0.0f); - // set the magnetic field covariance terms to zero - clearMagCov(); - - // set the field state variance to the observation variance - for (uint8_t rc_index = 16; rc_index <= 21; rc_index ++) { - P[rc_index][rc_index] = sq(_params.mag_noise); - } + // reset the field state variance to the observation variance + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<6>(16, sq(_params.mag_noise)); // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion saveMagCovData(); @@ -923,16 +882,11 @@ void Ekf::clearMagCov() void Ekf::zeroMagCov() { - zeroRows(P, 16, 21); - zeroCols(P, 16, 21); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<6>(16, 0.0f); } void Ekf::resetWindCovariance() { - // set the wind covariance terms to zero - zeroRows(P, 22, 23); - zeroCols(P, 22, 23); - if (_tas_data_ready && (_imu_sample_delayed.time_us - _airspeed_sample_delayed.time_us < (uint64_t)5e5)) { // Use airspeed and zer sideslip assumption to set initial covariance values for wind states @@ -952,19 +906,19 @@ void Ekf::resetWindCovariance() float sin_yaw_2 = sq(sin_yaw); float sin_cos_yaw = sin_yaw * cos_yaw; float spd_2 = sq(spd); - P[22][22] = R_yaw * spd_2 * sin_yaw_2 + R_spd * cos_yaw_2; - P[22][23] = - R_yaw * sin_cos_yaw * spd_2 + R_spd * sin_cos_yaw; - P[23][22] = P[22][23]; - P[23][23] = R_yaw * spd_2 * cos_yaw_2 + R_spd * sin_yaw_2; + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(22, 0.0f); + P(22,22) = R_yaw * spd_2 * sin_yaw_2 + R_spd * cos_yaw_2; + P(22,23) = - R_yaw * sin_cos_yaw * spd_2 + R_spd * sin_cos_yaw; + P(23,22) = P(22,23); + P(23,23) = R_yaw * spd_2 * cos_yaw_2 + R_spd * sin_yaw_2; // Now add the variance due to uncertainty in vehicle velocity that was used to calculate the initial wind speed - P[22][22] += P[4][4]; - P[23][23] += P[5][5]; + P(22,22) += P(4,4); + P(23,23) += P(5,5); } else { // without airspeed, start with a small initial uncertainty to improve the initial estimate - P[22][22] = sq(1.0f); - P[23][23] = sq(1.0f); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(22, 1.0f); } } diff --git a/EKF/drag_fusion.cpp b/EKF/drag_fusion.cpp index fb9e8ee48d..050103e40b 100644 --- a/EKF/drag_fusion.cpp +++ b/EKF/drag_fusion.cpp @@ -110,7 +110,7 @@ void Ekf::fuseDrag() H_ACC[6] = Kacc*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3); H_ACC[22] = Kacc*SH_ACC[0]; H_ACC[23] = Kacc*SH_ACC[3]; - _drag_innov_var[0] = (R_ACC + Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P[4][4]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][4]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][4]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][4]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][4]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][4]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][4]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*SH_ACC[3]*(Kacc*P[4][5]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][5]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][5]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][5]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][5]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][5]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][5]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][5]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][5]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P[4][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][22]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][22]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][22]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][22]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][22]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][22]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][22]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][22]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*SH_ACC[3]*(Kacc*P[4][23]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][23]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][23]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][23]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][23]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][23]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][23]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][23]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][23]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)*(Kacc*P[4][6]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][6]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][6]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][6]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][6]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][6]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][6]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][6]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][6]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)*(Kacc*P[4][0]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][0]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][0]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][0]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][0]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][0]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][0]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][0]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][0]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd)*(Kacc*P[4][1]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][1]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][1]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][1]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][1]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][1]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][1]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][1]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][1]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd)*(Kacc*P[4][2]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][2]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][2]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][2]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][2]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][2]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][2]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][2]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][2]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)*(Kacc*P[4][3]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][3]*SH_ACC[3] - Kacc*P[22][3]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][3]*SH_ACC[3] - Kacc*P[6][3]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P[0][3]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P[1][3]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[2][3]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[3][3]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd))); + _drag_innov_var[0] = (R_ACC + Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P(4,4)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,4)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,4)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,4)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,4)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,4)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,4)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,4)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*SH_ACC[3]*(Kacc*P(4,5)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,5)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,5)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,5)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,5)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,5)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,5)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,5)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,5)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P(4,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,22)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,22)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,22)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,22)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,22)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,22)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,22)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,22)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*SH_ACC[3]*(Kacc*P(4,23)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,23)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,23)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,23)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,23)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,23)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,23)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,23)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,23)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)*(Kacc*P(4,6)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,6)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,6)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,6)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,6)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,6)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,6)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,6)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,6)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)*(Kacc*P(4,0)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,0)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,0)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,0)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,0)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,0)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,0)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,0)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,0)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd)*(Kacc*P(4,1)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,1)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,1)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,1)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,1)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,1)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,1)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,1)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,1)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) - Kacc*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd)*(Kacc*P(4,2)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,2)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,2)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,2)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,2)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,2)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,2)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,2)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,2)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)*(Kacc*P(4,3)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,3)*SH_ACC[3] - Kacc*P(22,3)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,3)*SH_ACC[3] - Kacc*P(6,3)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + Kacc*P(0,3)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd) + Kacc*P(1,3)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(2,3)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(3,3)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd))); if (_drag_innov_var[0] < R_ACC) { return; } @@ -122,30 +122,30 @@ void Ekf::fuseDrag() SK_ACC[5] = 2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3; SK_ACC[6] = SH_ACC[3]; // Don't allow modification of any states other than wind velocity at this stage of development - we only need a wind estimate. -// Kfusion[0] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[0][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[0][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[0][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[0][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[0][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[0][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[0][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[0][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[0][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[1] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[1][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[1][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[1][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[1][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[1][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[1][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[1][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[1][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[1][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[2] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[2][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[2][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[2][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[2][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[2][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[2][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[2][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[2][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[2][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[3] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[3][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[3][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[3][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[3][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[3][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[3][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[3][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[3][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[3][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[4] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[4][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[4][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[4][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[4][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[4][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[4][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[4][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[4][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[5] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[5][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[5][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[5][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[5][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[5][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[5][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[5][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[5][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[5][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[6] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[6][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[6][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[6][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[6][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[6][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[6][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[6][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[6][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[6][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[7] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[7][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[7][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[7][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[7][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[7][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[7][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[7][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[7][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[7][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[8] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[8][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[8][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[8][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[8][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[8][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[8][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[8][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[8][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[8][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[9] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[9][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[9][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[9][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[9][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[9][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[9][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[9][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[9][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[9][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[10] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[10][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[10][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[10][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[10][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[10][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[10][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[10][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[10][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[10][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[11] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[11][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[11][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[11][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[11][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[11][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[11][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[11][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[11][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[11][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[12] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[12][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[12][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[12][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[12][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[12][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[12][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[12][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[12][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[12][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[13] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[13][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[13][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[13][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[13][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[13][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[13][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[13][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[13][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[13][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[14] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[14][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[14][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[14][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[14][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[14][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[14][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[14][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[14][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[14][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[15] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[15][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[15][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[15][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[15][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[15][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[15][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[15][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[15][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[15][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[16] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[16][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[16][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[16][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[16][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[16][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[16][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[16][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[16][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[16][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[17] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[17][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[17][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[17][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[17][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[17][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[17][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[17][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[17][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[17][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[18] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[18][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[18][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[18][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[18][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[18][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[18][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[18][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[18][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[18][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[19] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[19][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[19][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[19][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[19][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[19][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[19][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[19][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[19][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[19][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[20] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[20][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[20][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[20][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[20][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[20][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[20][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[20][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[20][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[20][23]*SK_ACC[6]); -// Kfusion[21] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[21][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[21][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[21][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[21][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[21][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[21][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[21][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[21][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[21][23]*SK_ACC[6]); - Kfusion[22] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[22][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[22][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[22][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[22][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[22][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[22][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[22][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[22][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[22][23]*SK_ACC[6]); - Kfusion[23] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[23][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][22]*SH_ACC[0] + Kacc*P[23][0]*SK_ACC[3] - Kacc*P[23][2]*SK_ACC[2] + Kacc*P[23][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[23][1]*SK_ACC[4] + Kacc*P[23][5]*SK_ACC[6] - Kacc*P[23][6]*SK_ACC[5] - Kacc*P[23][23]*SK_ACC[6]); +// Kfusion[0] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(0,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(0,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(0,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(0,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(0,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(0,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(0,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(0,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(0,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[1] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(1,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(1,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(1,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(1,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(1,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(1,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(1,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(1,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(1,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[2] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(2,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(2,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(2,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(2,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(2,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(2,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(2,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(2,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(2,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[3] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(3,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(3,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(3,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(3,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(3,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(3,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(3,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(3,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(3,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[4] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(4,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(4,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(4,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(4,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(4,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(4,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(4,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(4,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[5] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(5,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(5,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(5,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(5,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(5,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(5,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(5,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(5,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(5,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[6] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(6,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(6,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(6,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(6,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(6,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(6,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(6,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(6,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(6,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[7] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(7,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(7,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(7,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(7,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(7,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(7,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(7,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(7,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(7,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[8] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(8,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(8,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(8,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(8,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(8,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(8,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(8,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(8,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(8,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[9] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(9,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(9,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(9,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(9,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(9,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(9,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(9,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(9,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(9,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[10] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(10,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(10,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(10,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(10,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(10,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(10,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(10,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(10,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(10,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[11] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(11,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(11,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(11,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(11,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(11,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(11,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(11,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(11,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(11,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[12] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(12,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(12,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(12,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(12,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(12,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(12,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(12,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(12,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(12,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[13] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(13,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(13,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(13,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(13,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(13,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(13,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(13,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(13,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(13,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[14] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(14,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(14,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(14,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(14,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(14,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(14,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(14,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(14,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(14,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[15] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(15,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(15,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(15,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(15,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(15,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(15,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(15,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(15,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(15,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[16] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(16,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(16,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(16,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(16,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(16,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(16,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(16,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(16,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(16,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[17] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(17,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(17,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(17,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(17,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(17,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(17,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(17,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(17,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(17,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[18] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(18,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(18,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(18,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(18,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(18,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(18,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(18,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(18,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(18,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[19] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(19,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(19,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(19,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(19,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(19,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(19,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(19,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(19,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(19,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[20] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(20,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(20,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(20,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(20,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(20,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(20,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(20,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(20,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(20,23)*SK_ACC[6]); +// Kfusion[21] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(21,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(21,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(21,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(21,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(21,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(21,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(21,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(21,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(21,23)*SK_ACC[6]); + Kfusion[22] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(22,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(22,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(22,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(22,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(22,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(22,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(22,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(22,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(22,23)*SK_ACC[6]); + Kfusion[23] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(23,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,22)*SH_ACC[0] + Kacc*P(23,0)*SK_ACC[3] - Kacc*P(23,2)*SK_ACC[2] + Kacc*P(23,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(23,1)*SK_ACC[4] + Kacc*P(23,5)*SK_ACC[6] - Kacc*P(23,6)*SK_ACC[5] - Kacc*P(23,23)*SK_ACC[6]); // calculate the predicted acceleration and innovation measured along the X body axis float drag_sign; @@ -182,7 +182,7 @@ void Ekf::fuseDrag() H_ACC[6] = -Kacc*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3); H_ACC[22] = -2.0f*Kacc*(q0*q3 - q1*q2); H_ACC[23] = Kacc*SH_ACC[0]; - _drag_innov_var[1] = (R_ACC + Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P[5][5]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][5]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][5]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][5]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][5]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][5]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][5]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][5]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P[5][23]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][23]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][23]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][23]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][23]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][23]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][23]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][23]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][23]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2)*(Kacc*P[5][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][4]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][4]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][4]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][4]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][4]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][4]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][4]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][4]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3)*(Kacc*P[5][6]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][6]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][6]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][6]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][6]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][6]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][6]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][6]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][6]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + 2*Kacc*(q0*q3 - q1*q2)*(Kacc*P[5][22]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][22]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][22]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][22]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][22]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][22]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][22]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][22]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][22]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)*(Kacc*P[5][0]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][0]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][0]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][0]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][0]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][0]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][0]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][0]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][0]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd)*(Kacc*P[5][1]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][1]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][1]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][1]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][1]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][1]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][1]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][1]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][1]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd)*(Kacc*P[5][2]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][2]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][2]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][2]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][2]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][2]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][2]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][2]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][2]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)*(Kacc*P[5][3]*SH_ACC[0] - Kacc*P[23][3]*SH_ACC[0] - Kacc*P[4][3]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P[6][3]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P[22][3]*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P[0][3]*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P[1][3]*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P[2][3]*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P[3][3]*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd))); + _drag_innov_var[1] = (R_ACC + Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P(5,5)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,5)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,5)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,5)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,5)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,5)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,5)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,5)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,5)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*SH_ACC[0]*(Kacc*P(5,23)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,23)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,23)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,23)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,23)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,23)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,23)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,23)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,23)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2)*(Kacc*P(5,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,4)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,4)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,4)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,4)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,4)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,4)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,4)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,4)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3)*(Kacc*P(5,6)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,6)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,6)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,6)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,6)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,6)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,6)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,6)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,6)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + 2*Kacc*(q0*q3 - q1*q2)*(Kacc*P(5,22)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,22)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,22)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,22)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,22)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,22)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,22)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,22)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,22)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd)*(Kacc*P(5,0)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,0)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,0)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,0)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,0)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,0)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,0)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,0)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,0)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd)*(Kacc*P(5,1)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,1)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,1)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,1)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,1)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,1)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,1)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,1)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,1)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) + Kacc*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd)*(Kacc*P(5,2)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,2)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,2)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,2)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,2)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,2)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,2)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,2)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,2)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)) - Kacc*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd)*(Kacc*P(5,3)*SH_ACC[0] - Kacc*P(23,3)*SH_ACC[0] - Kacc*P(4,3)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + Kacc*P(6,3)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + 2*Kacc*P(22,3)*(q0*q3 - q1*q2) + Kacc*P(0,3)*(2.0f*q0*SH_ACC[2] - 2.0f*q3*SH_ACC[1] + 2.0f*q1*vd) + Kacc*P(1,3)*(2.0f*q2*SH_ACC[1] - 2.0f*q1*SH_ACC[2] + 2.0f*q0*vd) + Kacc*P(2,3)*(2.0f*q1*SH_ACC[1] + 2.0f*q2*SH_ACC[2] + 2.0f*q3*vd) - Kacc*P(3,3)*(2.0f*q0*SH_ACC[1] + 2.0f*q3*SH_ACC[2] - 2.0f*q2*vd))); if (_drag_innov_var[1] < R_ACC) { // calculation is badly conditioned return; @@ -197,30 +197,30 @@ void Ekf::fuseDrag() SK_ACC[7] = 2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3; SK_ACC[8] = SH_ACC[0]; // Don't allow modification of any states other than wind velocity at this stage of development - we only need a wind estimate. -// Kfusion[0] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[0][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[0][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[0][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[0][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[0][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[0][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[0][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[0][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[0][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[1] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[1][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[1][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[1][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[1][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[1][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[1][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[1][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[1][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[1][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[2] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[2][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[2][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[2][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[2][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[2][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[2][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[2][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[2][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[2][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[3] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[3][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[3][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[3][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[3][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[3][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[3][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[3][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[3][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[3][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[4] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[4][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[4][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[4][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[4][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[4][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[4][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[4][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[4][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[4][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[5] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[5][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[5][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[5][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[5][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[5][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[5][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[5][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[5][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[5][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[6] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[6][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[6][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[6][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[6][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[6][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[6][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[6][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[6][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[6][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[7] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[7][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[7][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[7][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[7][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[7][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[7][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[7][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[7][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[7][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[8] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[8][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[8][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[8][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[8][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[8][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[8][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[8][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[8][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[8][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[9] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[9][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[9][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[9][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[9][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[9][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[9][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[9][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[9][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[9][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[10] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[10][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[10][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[10][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[10][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[10][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[10][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[10][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[10][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[10][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[11] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[11][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[11][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[11][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[11][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[11][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[11][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[11][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[11][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[11][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[12] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[12][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[12][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[12][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[12][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[12][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[12][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[12][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[12][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[12][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[13] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[13][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[13][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[13][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[13][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[13][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[13][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[13][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[13][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[13][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[14] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[14][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[14][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[14][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[14][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[14][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[14][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[14][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[14][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[14][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[15] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[15][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[15][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[15][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[15][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[15][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[15][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[15][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[15][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[15][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[16] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[16][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[16][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[16][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[16][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[16][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[16][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[16][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[16][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[16][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[17] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[17][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[17][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[17][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[17][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[17][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[17][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[17][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[17][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[17][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[18] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[18][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[18][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[18][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[18][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[18][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[18][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[18][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[18][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[18][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[19] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[19][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[19][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[19][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[19][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[19][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[19][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[19][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[19][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[19][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[20] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[20][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[20][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[20][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[20][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[20][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[20][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[20][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[20][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[20][23]*SK_ACC[8]); -// Kfusion[21] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[21][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[21][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[21][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[21][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[21][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[21][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[21][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[21][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[21][23]*SK_ACC[8]); - Kfusion[22] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[22][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[22][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[22][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[22][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[22][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[22][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[22][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[22][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[22][23]*SK_ACC[8]); - Kfusion[23] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P[23][0]*SK_ACC[3] + Kacc*P[23][1]*SK_ACC[2] - Kacc*P[23][3]*SK_ACC[1] + Kacc*P[23][2]*SK_ACC[4] - Kacc*P[23][4]*SK_ACC[5] + Kacc*P[23][5]*SK_ACC[8] + Kacc*P[23][6]*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P[23][22]*SK_ACC[6] - Kacc*P[23][23]*SK_ACC[8]); +// Kfusion[0] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(0,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(0,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(0,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(0,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(0,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(0,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(0,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(0,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(0,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[1] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(1,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(1,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(1,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(1,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(1,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(1,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(1,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(1,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(1,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[2] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(2,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(2,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(2,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(2,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(2,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(2,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(2,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(2,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(2,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[3] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(3,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(3,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(3,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(3,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(3,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(3,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(3,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(3,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(3,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[4] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(4,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(4,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(4,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(4,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(4,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(4,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(4,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(4,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(4,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[5] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(5,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(5,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(5,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(5,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(5,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(5,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(5,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(5,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(5,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[6] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(6,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(6,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(6,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(6,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(6,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(6,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(6,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(6,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(6,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[7] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(7,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(7,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(7,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(7,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(7,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(7,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(7,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(7,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(7,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[8] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(8,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(8,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(8,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(8,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(8,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(8,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(8,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(8,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(8,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[9] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(9,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(9,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(9,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(9,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(9,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(9,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(9,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(9,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(9,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[10] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(10,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(10,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(10,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(10,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(10,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(10,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(10,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(10,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(10,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[11] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(11,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(11,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(11,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(11,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(11,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(11,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(11,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(11,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(11,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[12] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(12,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(12,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(12,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(12,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(12,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(12,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(12,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(12,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(12,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[13] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(13,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(13,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(13,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(13,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(13,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(13,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(13,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(13,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(13,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[14] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(14,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(14,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(14,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(14,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(14,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(14,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(14,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(14,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(14,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[15] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(15,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(15,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(15,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(15,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(15,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(15,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(15,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(15,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(15,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[16] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(16,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(16,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(16,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(16,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(16,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(16,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(16,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(16,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(16,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[17] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(17,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(17,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(17,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(17,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(17,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(17,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(17,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(17,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(17,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[18] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(18,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(18,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(18,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(18,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(18,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(18,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(18,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(18,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(18,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[19] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(19,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(19,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(19,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(19,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(19,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(19,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(19,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(19,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(19,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[20] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(20,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(20,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(20,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(20,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(20,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(20,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(20,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(20,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(20,23)*SK_ACC[8]); +// Kfusion[21] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(21,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(21,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(21,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(21,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(21,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(21,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(21,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(21,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(21,23)*SK_ACC[8]); + Kfusion[22] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(22,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(22,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(22,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(22,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(22,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(22,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(22,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(22,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(22,23)*SK_ACC[8]); + Kfusion[23] = -SK_ACC[0]*(Kacc*P(23,0)*SK_ACC[3] + Kacc*P(23,1)*SK_ACC[2] - Kacc*P(23,3)*SK_ACC[1] + Kacc*P(23,2)*SK_ACC[4] - Kacc*P(23,4)*SK_ACC[5] + Kacc*P(23,5)*SK_ACC[8] + Kacc*P(23,6)*SK_ACC[7] + 2*Kacc*P(23,22)*SK_ACC[6] - Kacc*P(23,23)*SK_ACC[8]); // calculate the predicted acceleration and innovation measured along the Y body axis float drag_sign; @@ -243,7 +243,7 @@ void Ekf::fuseDrag() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[9]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -259,16 +259,16 @@ void Ekf::fuseDrag() KH[8] = Kfusion[row] * H_ACC[23]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - tmp += KH[4] * P[4][column]; - tmp += KH[5] * P[5][column]; - tmp += KH[6] * P[6][column]; - tmp += KH[7] * P[22][column]; - tmp += KH[8] * P[23][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + tmp += KH[4] * P(4,column); + tmp += KH[5] * P(5,column); + tmp += KH[6] * P(6,column); + tmp += KH[7] * P(22,column); + tmp += KH[8] * P(23,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -278,10 +278,9 @@ void Ekf::fuseDrag() //_fault_status.flags.bad_sideslip = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -297,7 +296,7 @@ void Ekf::fuseDrag() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/EKF/ekf.h b/EKF/ekf.h index feed07b724..6757147ce6 100644 --- a/EKF/ekf.h +++ b/EKF/ekf.h @@ -380,7 +380,7 @@ private: bool _mag_decl_cov_reset{false}; ///< true after the fuseDeclination() function has been used to modify the earth field covariances after a magnetic field reset event. bool _synthetic_mag_z_active{false}; ///< true if we are generating synthetic magnetometer Z measurements - float P[_k_num_states][_k_num_states] {}; ///< state covariance matrix + matrix::SquareMatrix P {}; ///< state covariance matrix Vector3f _delta_vel_bias_var_accum; ///< kahan summation algorithm accumulator for delta velocity bias variance Vector3f _delta_angle_bias_var_accum; ///< kahan summation algorithm accumulator for delta angle bias variance @@ -636,9 +636,6 @@ private: // limit the diagonal of the covariance matrix void fixCovarianceErrors(); - // make ekf covariance matrix symmetric between a nominated state indexe range - void makeSymmetrical(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last); - // constrain the ekf states void constrainStates(); @@ -757,19 +754,6 @@ private: void startMagHdgFusion(); void startMag3DFusion(); - // zero the specified range of rows in the state covariance matrix - void zeroRows(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last); - - // zero the specified range of columns in the state covariance matrix - void zeroCols(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last); - - // zero the specified range of off diagonals in the state covariance matrix - void zeroOffDiag(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last); - - // zero the specified range of off diagonals in the state covariance matrix - // set the diagonals to the supplied value - void setDiag(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last, float variance); - // calculate the measurement variance for the optical flow sensor float calcOptFlowMeasVar(); diff --git a/EKF/ekf_helper.cpp b/EKF/ekf_helper.cpp index 7ed2ddf63d..558b703973 100644 --- a/EKF/ekf_helper.cpp +++ b/EKF/ekf_helper.cpp @@ -59,7 +59,7 @@ bool Ekf::resetVelocity() _state.vel = _gps_sample_delayed.vel; // use GPS accuracy to reset variances - setDiag(P, 4, 6, sq(_gps_sample_delayed.sacc)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(4, sq(_gps_sample_delayed.sacc)); } else if (_control_status.flags.opt_flow) { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset velocity to flow"); @@ -90,28 +90,23 @@ bool Ekf::resetVelocity() _state.vel(1) = 0.0f; } - // reset the velocity covariance terms - zeroRows(P, 4, 5); - zeroCols(P, 4, 5); - // reset the horizontal velocity variance using the optical flow noise variance - P[5][5] = P[4][4] = sq(range) * calcOptFlowMeasVar(); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(4, sq(range) * calcOptFlowMeasVar()); + } else if (_control_status.flags.ev_vel) { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset velocity to ev velocity"); Vector3f _ev_vel = _ev_sample_delayed.vel; if(_params.fusion_mode & MASK_ROTATE_EV){ _ev_vel = _ev_rot_mat *_ev_sample_delayed.vel; } - _state.vel(0) = _ev_vel(0); - _state.vel(1) = _ev_vel(1); - _state.vel(2) = _ev_vel(2); - setDiag(P, 4, 6, sq(_ev_sample_delayed.velErr)); + _state.vel = _ev_vel; + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(4, sq(_ev_sample_delayed.velErr)); } else { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset velocity to zero"); // Used when falling back to non-aiding mode of operation _state.vel(0) = 0.0f; _state.vel(1) = 0.0f; - setDiag(P, 4, 5, 25.0f); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(4, 25.0f); } // calculate the change in velocity and apply to the output predictor state history @@ -156,7 +151,7 @@ bool Ekf::resetPosition() _state.pos(1) = _gps_sample_delayed.pos(1); // use GPS accuracy to reset variances - setDiag(P, 7, 8, sq(_gps_sample_delayed.hacc)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(7, sq(_gps_sample_delayed.hacc)); } else if (_control_status.flags.ev_pos) { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset position to ev position"); @@ -170,7 +165,7 @@ bool Ekf::resetPosition() _state.pos(1) = _ev_pos(1); // use EV accuracy to reset variances - setDiag(P, 7, 8, sq(_ev_sample_delayed.posErr)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(7, sq(_ev_sample_delayed.posErr)); } else if (_control_status.flags.opt_flow) { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset position to last known position"); @@ -188,15 +183,14 @@ bool Ekf::resetPosition() } // estimate is relative to initial position in this mode, so we start with zero error. - zeroCols(P,7,8); - zeroRows(P,7,8); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(7, 0.0f); } else { ECL_INFO_TIMESTAMPED("reset position to last known position"); // Used when falling back to non-aiding mode of operation _state.pos(0) = _last_known_posNE(0); _state.pos(1) = _last_known_posNE(1); - setDiag(P, 7, 8, sq(_params.pos_noaid_noise)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<2>(7, sq(_params.pos_noaid_noise)); } // calculate the change in position and apply to the output predictor state history @@ -239,12 +233,8 @@ void Ekf::resetHeight() // update the state and associated variance _state.pos(2) = new_pos_down; - // reset the associated covariance values - zeroRows(P, 9, 9); - zeroCols(P, 9, 9); - // the state variance is the same as the observation - P[9][9] = sq(_params.range_noise); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(9, sq(_params.range_noise)); vert_pos_reset = true; @@ -259,12 +249,8 @@ void Ekf::resetHeight() if (_time_last_imu - baro_newest.time_us < 2 * BARO_MAX_INTERVAL) { _state.pos(2) = _hgt_sensor_offset - baro_newest.hgt + _baro_hgt_offset; - // reset the associated covariance values - zeroRows(P, 9, 9); - zeroCols(P, 9, 9); - // the state variance is the same as the observation - P[9][9] = sq(_params.baro_noise); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(9, sq(_params.baro_noise)); vert_pos_reset = true; @@ -277,12 +263,8 @@ void Ekf::resetHeight() if (_time_last_imu - gps_newest.time_us < 2 * GPS_MAX_INTERVAL) { _state.pos(2) = _hgt_sensor_offset - gps_newest.hgt + _gps_alt_ref; - // reset the associated covariance values - zeroRows(P, 9, 9); - zeroCols(P, 9, 9); - // the state variance is the same as the observation - P[9][9] = sq(gps_newest.hacc); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(9, sq(gps_newest.hacc)); vert_pos_reset = true; @@ -313,17 +295,13 @@ void Ekf::resetHeight() } - // reset the vertical velocity covariance values - zeroRows(P, 6, 6); - zeroCols(P, 6, 6); - // reset the vertical velocity state if (_control_status.flags.gps && (_time_last_imu - gps_newest.time_us < 2 * GPS_MAX_INTERVAL)) { // If we are using GPS, then use it to reset the vertical velocity _state.vel(2) = gps_newest.vel(2); // the state variance is the same as the observation - P[6][6] = sq(1.5f * gps_newest.sacc); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(6, sq(1.5f * gps_newest.sacc)); } else { // we don't know what the vertical velocity is, so set it to zero @@ -331,7 +309,7 @@ void Ekf::resetHeight() // Set the variance to a value large enough to allow the state to converge quickly // that does not destabilise the filter - P[6][6] = 10.0f; + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(6, 10.0f); } @@ -490,7 +468,7 @@ bool Ekf::realignYawGPS() _state.mag_I = _R_to_earth * _mag_sample_delayed.mag; // use the combined EKF and GPS speed variance to calculate a rough estimate of the yaw error after alignment - float SpdErrorVariance = sq(_gps_sample_delayed.sacc) + P[4][4] + P[5][5]; + float SpdErrorVariance = sq(_gps_sample_delayed.sacc) + P(4,4) + P(5,5); float sineYawError = math::constrain(sqrtf(SpdErrorVariance) / gpsSpeed, 0.0f, 1.0f); // adjust the quaternion covariances estimated yaw error @@ -501,7 +479,7 @@ bool Ekf::realignYawGPS() if (_control_status.flags.mag_3D) { for (uint8_t index = 16; index <= 21; index ++) { - P[index][index] = sq(_params.mag_noise); + P(index,index) = sq(_params.mag_noise); } // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion @@ -539,7 +517,7 @@ bool Ekf::realignYawGPS() if (_control_status.flags.mag_3D) { for (uint8_t index = 16; index <= 21; index ++) { - P[index][index] = sq(_params.mag_noise); + P(index,index) = sq(_params.mag_noise); } // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion @@ -698,7 +676,7 @@ bool Ekf::resetMagHeading(const Vector3f &mag_init, bool increase_yaw_var, bool if (_control_status.flags.mag_3D) { for (uint8_t index = 16; index <= 21; index ++) { - P[index][index] = sq(_params.mag_noise); + P(index,index) = sq(_params.mag_noise); } // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion @@ -778,18 +756,6 @@ float Ekf::getMagDeclination() } } -// This function forces the covariance matrix to be symmetric -void Ekf::makeSymmetrical(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last) -{ - for (unsigned row = first; row <= last; row++) { - for (unsigned column = 0; column < row; column++) { - float tmp = (cov_mat[row][column] + cov_mat[column][row]) / 2; - cov_mat[row][column] = tmp; - cov_mat[column][row] = tmp; - } - } -} - void Ekf::constrainStates() { for (int i = 0; i < 4; i++) { @@ -1156,7 +1122,7 @@ void Ekf::get_ekf_gpos_accuracy(float *ekf_eph, float *ekf_epv) // report absolute accuracy taking into account the uncertainty in location of the origin // If not aiding, return 0 for horizontal position estimate as no estimate is available // TODO - allow for baro drift in vertical position error - float hpos_err = sqrtf(P[7][7] + P[8][8] + sq(_gps_origin_eph)); + float hpos_err = sqrtf(P(7,7) + P(8,8) + sq(_gps_origin_eph)); // If we are dead-reckoning, use the innovations as a conservative alternate measure of the horizontal position error // The reason is that complete rejection of measurements is often caused by heading misalignment or inertial sensing errors @@ -1169,14 +1135,14 @@ void Ekf::get_ekf_gpos_accuracy(float *ekf_eph, float *ekf_epv) } *ekf_eph = hpos_err; - *ekf_epv = sqrtf(P[9][9] + sq(_gps_origin_epv)); + *ekf_epv = sqrtf(P(9,9) + sq(_gps_origin_epv)); } // get the 1-sigma horizontal and vertical position uncertainty of the ekf local position void Ekf::get_ekf_lpos_accuracy(float *ekf_eph, float *ekf_epv) { // TODO - allow for baro drift in vertical position error - float hpos_err = sqrtf(P[7][7] + P[8][8]); + float hpos_err = sqrtf(P(7,7) + P(8,8)); // If we are dead-reckoning, use the innovations as a conservative alternate measure of the horizontal position error // The reason is that complete rejection of measurements is often caused by heading misalignment or inertial sensing errors @@ -1186,13 +1152,13 @@ void Ekf::get_ekf_lpos_accuracy(float *ekf_eph, float *ekf_epv) } *ekf_eph = hpos_err; - *ekf_epv = sqrtf(P[9][9]); + *ekf_epv = sqrtf(P(9,9)); } // get the 1-sigma horizontal and vertical velocity uncertainty void Ekf::get_ekf_vel_accuracy(float *ekf_evh, float *ekf_evv) { - float hvel_err = sqrtf(P[4][4] + P[5][5]); + float hvel_err = sqrtf(P(4,4) + P(5,5)); // If we are dead-reckoning, use the innovations as a conservative alternate measure of the horizontal velocity error // The reason is that complete rejection of measurements is often caused by heading misalignment or inertial sensing errors @@ -1219,7 +1185,7 @@ void Ekf::get_ekf_vel_accuracy(float *ekf_evh, float *ekf_evv) } *ekf_evh = hvel_err; - *ekf_evv = sqrtf(P[6][6]); + *ekf_evv = sqrtf(P(6,6)); } /* @@ -1283,23 +1249,16 @@ bool Ekf::reset_imu_bias() _state.delta_ang_bias.zero(); _state.delta_vel_bias.zero(); - // Zero the corresponding covariances - zeroCols(P, 10, 15); - zeroRows(P, 10, 15); - - // Set the corresponding variances to the values use for initial alignment - float dt = FILTER_UPDATE_PERIOD_S; - P[12][12] = P[11][11] = P[10][10] = sq(_params.switch_on_gyro_bias * dt); - P[15][15] = P[14][14] = P[13][13] = sq(_params.switch_on_accel_bias * dt); + // Zero the corresponding covariances and set + // variances to the values use for initial alignment + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(10, sq(_params.switch_on_gyro_bias * FILTER_UPDATE_PERIOD_S)); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(13, sq(_params.switch_on_accel_bias * FILTER_UPDATE_PERIOD_S)); _last_imu_bias_cov_reset_us = _imu_sample_delayed.time_us; // Set previous frame values - _prev_dvel_bias_var(0) = P[13][13]; - _prev_dvel_bias_var(1) = P[14][14]; - _prev_dvel_bias_var(2) = P[15][15]; + _prev_dvel_bias_var = P.slice<3,3>(13,13).diag(); return true; - } // get EKF innovation consistency check status information comprising of: @@ -1390,84 +1349,14 @@ void Ekf::fuse(float *K, float innovation) } } -// zero specified range of rows in the state covariance matrix -void Ekf::zeroRows(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last) -{ - uint8_t row; - for (row = first; row <= last; row++) { - memset(&cov_mat[row][0], 0, sizeof(cov_mat[0][0]) * 24); - } -} - -// zero specified range of columns in the state covariance matrix -void Ekf::zeroCols(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last) -{ - uint8_t row; - - for (row = 0; row <= 23; row++) { - memset(&cov_mat[row][first], 0, sizeof(cov_mat[0][0]) * (1 + last - first)); - } -} - -void Ekf::zeroOffDiag(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last) -{ - // save diagonal elements - uint8_t row; - float variances[_k_num_states]; - - for (row = first; row <= last; row++) { - variances[row] = cov_mat[row][row]; - } - - // zero rows and columns - zeroRows(cov_mat, first, last); - zeroCols(cov_mat, first, last); - - // restore diagonals - for (row = first; row <= last; row++) { - cov_mat[row][row] = variances[row]; - } -} void Ekf::uncorrelateQuatStates() { - // save 4x4 elements - uint32_t row; - uint32_t col; - float variances[4][4]; - for (row = 0; row < 4; row++) { - for (col = 0; col < 4; col++) { - variances[row][col] = P[row][col]; - } - } - - // zero rows and columns - zeroRows(P, 0, 3); - zeroCols(P, 0, 3); - - // restore 4x4 elements - for (row = 0; row < 4; row++) { - for (col = 0; col < 4; col++) { - P[row][col] = variances[row][col]; - } - } + P.uncorrelateCovariance<4>(0); } -void Ekf::setDiag(float (&cov_mat)[_k_num_states][_k_num_states], uint8_t first, uint8_t last, float variance) -{ - // zero rows and columns - zeroRows(cov_mat, first, last); - zeroCols(cov_mat, first, last); - // set diagonals - uint8_t row; - - for (row = first; row <= last; row++) { - cov_mat[row][row] = variance; - } - -} bool Ekf::global_position_is_valid() { @@ -1562,13 +1451,11 @@ Vector3f Ekf::calcRotVecVariances() float t15 = q3*t6*2.0f; float t16 = q0*q3*t3*t8*2.0f; float t17 = t15+t16; - rot_var_vec(0) = t10*(P[0][0]*t10+P[1][0]*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P[0][1]*t10+P[1][1]*t3*t11*2.0f)*2.0f; - rot_var_vec(1) = t14*(P[0][0]*t14+P[2][0]*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P[0][2]*t14+P[2][2]*t3*t11*2.0f)*2.0f; - rot_var_vec(2) = t17*(P[0][0]*t17+P[3][0]*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P[0][3]*t17+P[3][3]*t3*t11*2.0f)*2.0f; + rot_var_vec(0) = t10*(P(0,0)*t10+P(1,0)*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P(0,1)*t10+P(1,1)*t3*t11*2.0f)*2.0f; + rot_var_vec(1) = t14*(P(0,0)*t14+P(2,0)*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P(0,2)*t14+P(2,2)*t3*t11*2.0f)*2.0f; + rot_var_vec(2) = t17*(P(0,0)*t17+P(3,0)*t3*t11*2.0f)+t3*t11*(P(0,3)*t17+P(3,3)*t3*t11*2.0f)*2.0f; } else { - rot_var_vec(0) = 4.0f * P[1][1]; - rot_var_vec(1) = 4.0f * P[2][2]; - rot_var_vec(2) = 4.0f * P[3][3]; + rot_var_vec = 4.0f * P.slice<3,3>(1,1).diag(); } return rot_var_vec; @@ -1644,46 +1531,30 @@ void Ekf::initialiseQuatCovariances(Vector3f &rot_vec_var) float t44 = t17-t36; // zero all the quaternion covariances - zeroRows(P, 0, 3); - zeroCols(P, 0, 3); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<4>(0, 0.0f); // Update the quaternion internal covariances using auto-code generated using matlab symbolic toolbox - P[0][0] = rot_vec_var(0)*t2*t9*t10*0.25f+rot_vec_var(1)*t4*t9*t10*0.25f+rot_vec_var(2)*t5*t9*t10*0.25f; - P[0][1] = t22; - P[0][2] = t35+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t15-rotX*rotY*t10*t12*0.5f)*0.5f-rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*t30*0.5f; - P[0][3] = rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t16-rotX*rotZ*t10*t12*0.5f)*0.5f+rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)*0.5f-rotZ*rot_vec_var(2)*t3*t11*t33*0.5f; - P[1][0] = t22; - P[1][1] = rot_vec_var(0)*(t19*t19)+rot_vec_var(1)*(t24*t24)+rot_vec_var(2)*(t26*t26); - P[1][2] = rot_vec_var(2)*(t16-t25)*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)-rot_vec_var(0)*t19*t28-rot_vec_var(1)*t28*t30; - P[1][3] = rot_vec_var(1)*(t15-t23)*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)-rot_vec_var(0)*t19*t31-rot_vec_var(2)*t31*t33; - P[2][0] = t35-rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*t30*0.5f+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t15-t23)*0.5f; - P[2][1] = rot_vec_var(2)*(t16-t25)*(t17-t36)-rot_vec_var(0)*t19*t28-rot_vec_var(1)*t28*t30; - P[2][2] = rot_vec_var(1)*(t30*t30)+rot_vec_var(0)*(t37*t37)+rot_vec_var(2)*(t38*t38); - P[2][3] = t42; - P[3][0] = rotZ*rot_vec_var(2)*t3*t11*t33*(-0.5f)+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t16-t25)*0.5f+rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*(t17-t36)*0.5f; - P[3][1] = rot_vec_var(1)*(t15-t23)*(t17-t36)-rot_vec_var(0)*t19*t31-rot_vec_var(2)*t31*t33; - P[3][2] = t42; - P[3][3] = rot_vec_var(2)*(t33*t33)+rot_vec_var(0)*(t43*t43)+rot_vec_var(1)*(t44*t44); + P(0,0) = rot_vec_var(0)*t2*t9*t10*0.25f+rot_vec_var(1)*t4*t9*t10*0.25f+rot_vec_var(2)*t5*t9*t10*0.25f; + P(0,1) = t22; + P(0,2) = t35+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t15-rotX*rotY*t10*t12*0.5f)*0.5f-rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*t30*0.5f; + P(0,3) = rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t16-rotX*rotZ*t10*t12*0.5f)*0.5f+rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)*0.5f-rotZ*rot_vec_var(2)*t3*t11*t33*0.5f; + P(1,0) = t22; + P(1,1) = rot_vec_var(0)*(t19*t19)+rot_vec_var(1)*(t24*t24)+rot_vec_var(2)*(t26*t26); + P(1,2) = rot_vec_var(2)*(t16-t25)*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)-rot_vec_var(0)*t19*t28-rot_vec_var(1)*t28*t30; + P(1,3) = rot_vec_var(1)*(t15-t23)*(t17-rotY*rotZ*t10*t12*0.5f)-rot_vec_var(0)*t19*t31-rot_vec_var(2)*t31*t33; + P(2,0) = t35-rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*t30*0.5f+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t15-t23)*0.5f; + P(2,1) = rot_vec_var(2)*(t16-t25)*(t17-t36)-rot_vec_var(0)*t19*t28-rot_vec_var(1)*t28*t30; + P(2,2) = rot_vec_var(1)*(t30*t30)+rot_vec_var(0)*(t37*t37)+rot_vec_var(2)*(t38*t38); + P(2,3) = t42; + P(3,0) = rotZ*rot_vec_var(2)*t3*t11*t33*(-0.5f)+rotX*rot_vec_var(0)*t3*t11*(t16-t25)*0.5f+rotY*rot_vec_var(1)*t3*t11*(t17-t36)*0.5f; + P(3,1) = rot_vec_var(1)*(t15-t23)*(t17-t36)-rot_vec_var(0)*t19*t31-rot_vec_var(2)*t31*t33; + P(3,2) = t42; + P(3,3) = rot_vec_var(2)*(t33*t33)+rot_vec_var(0)*(t43*t43)+rot_vec_var(1)*(t44*t44); } else { // the equations are badly conditioned so use a small angle approximation - P[0][0] = 0.0f; - P[0][1] = 0.0f; - P[0][2] = 0.0f; - P[0][3] = 0.0f; - P[1][0] = 0.0f; - P[1][1] = 0.25f * rot_vec_var(0); - P[1][2] = 0.0f; - P[1][3] = 0.0f; - P[2][0] = 0.0f; - P[2][1] = 0.0f; - P[2][2] = 0.25f * rot_vec_var(1); - P[2][3] = 0.0f; - P[3][0] = 0.0f; - P[3][1] = 0.0f; - P[3][2] = 0.0f; - P[3][3] = 0.25f * rot_vec_var(2); - + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(0, 0.0f); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<3>(1, 0.25f * rot_vec_var); } } @@ -1856,22 +1727,22 @@ void Ekf::increaseQuatYawErrVariance(float yaw_variance) // Add covariances for additonal yaw uncertainty to existing covariances. // This assumes that the additional yaw error is uncorrrelated to existing errors - P[0][0] += yaw_variance*sq(SQ[2]); - P[0][1] += yaw_variance*SQ[1]*SQ[2]; - P[1][1] += yaw_variance*sq(SQ[1]); - P[0][2] += yaw_variance*SQ[0]*SQ[2]; - P[1][2] += yaw_variance*SQ[0]*SQ[1]; - P[2][2] += yaw_variance*sq(SQ[0]); - P[0][3] -= yaw_variance*SQ[2]*SQ[3]; - P[1][3] -= yaw_variance*SQ[1]*SQ[3]; - P[2][3] -= yaw_variance*SQ[0]*SQ[3]; - P[3][3] += yaw_variance*sq(SQ[3]); - P[1][0] += yaw_variance*SQ[1]*SQ[2]; - P[2][0] += yaw_variance*SQ[0]*SQ[2]; - P[2][1] += yaw_variance*SQ[0]*SQ[1]; - P[3][0] -= yaw_variance*SQ[2]*SQ[3]; - P[3][1] -= yaw_variance*SQ[1]*SQ[3]; - P[3][2] -= yaw_variance*SQ[0]*SQ[3]; + P(0,0) += yaw_variance*sq(SQ[2]); + P(0,1) += yaw_variance*SQ[1]*SQ[2]; + P(1,1) += yaw_variance*sq(SQ[1]); + P(0,2) += yaw_variance*SQ[0]*SQ[2]; + P(1,2) += yaw_variance*SQ[0]*SQ[1]; + P(2,2) += yaw_variance*sq(SQ[0]); + P(0,3) -= yaw_variance*SQ[2]*SQ[3]; + P(1,3) -= yaw_variance*SQ[1]*SQ[3]; + P(2,3) -= yaw_variance*SQ[0]*SQ[3]; + P(3,3) += yaw_variance*sq(SQ[3]); + P(1,0) += yaw_variance*SQ[1]*SQ[2]; + P(2,0) += yaw_variance*SQ[0]*SQ[2]; + P(2,1) += yaw_variance*SQ[0]*SQ[1]; + P(3,0) -= yaw_variance*SQ[2]*SQ[3]; + P(3,1) -= yaw_variance*SQ[1]*SQ[3]; + P(3,2) -= yaw_variance*SQ[0]*SQ[3]; } // save covariance data for re-use when auto-switching between heading and 3-axis fusion @@ -1879,13 +1750,13 @@ void Ekf::saveMagCovData() { // save variances for the D earth axis and XYZ body axis field for (uint8_t index = 0; index <= 3; index ++) { - _saved_mag_bf_variance[index] = P[index + 18][index + 18]; + _saved_mag_bf_variance[index] = P(index + 18,index + 18); } // save the NE axis covariance sub-matrix for (uint8_t row = 0; row <= 1; row ++) { for (uint8_t col = 0; col <= 1; col ++) { - _saved_mag_ef_covmat[row][col] = P[row + 16][col + 16]; + _saved_mag_ef_covmat[row][col] = P(row + 16,col + 16); } } } @@ -1894,12 +1765,12 @@ void Ekf::loadMagCovData() { // re-instate variances for the D earth axis and XYZ body axis field for (uint8_t index = 0; index <= 3; index ++) { - P[index + 18][index + 18] = _saved_mag_bf_variance[index]; + P(index + 18,index + 18) = _saved_mag_bf_variance[index]; } // re-instate the NE axis covariance sub-matrix for (uint8_t row = 0; row <= 1; row ++) { for (uint8_t col = 0; col <= 1; col ++) { - P[row + 16][col + 16] = _saved_mag_ef_covmat[row][col]; + P(row + 16,col + 16) = _saved_mag_ef_covmat[row][col]; } } } diff --git a/EKF/gps_yaw_fusion.cpp b/EKF/gps_yaw_fusion.cpp index 305a7cee02..908e22877b 100644 --- a/EKF/gps_yaw_fusion.cpp +++ b/EKF/gps_yaw_fusion.cpp @@ -154,7 +154,7 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() PH[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - PH[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + PH[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } _heading_innov_var += H_YAW[row] * PH[row]; @@ -186,7 +186,7 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() Kfusion[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - Kfusion[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + Kfusion[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } Kfusion[row] *= heading_innov_var_inv; @@ -197,7 +197,7 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() Kfusion[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - Kfusion[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + Kfusion[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } Kfusion[row] *= heading_innov_var_inv; @@ -233,7 +233,7 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[4]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -244,11 +244,11 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() KH[3] = Kfusion[row] * H_YAW[3]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -258,10 +258,9 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() _fault_status.flags.bad_hdg = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -277,7 +276,7 @@ void Ekf::fuseGpsAntYaw() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/EKF/mag_fusion.cpp b/EKF/mag_fusion.cpp index ebc4611432..108744bee2 100644 --- a/EKF/mag_fusion.cpp +++ b/EKF/mag_fusion.cpp @@ -92,7 +92,7 @@ void Ekf::fuseMag() float Kfusion[24]; // X axis innovation variance - _mag_innov_var[0] = (P[19][19] + R_MAG + P[1][19]*SH_MAG[0] - P[2][19]*SH_MAG[1] + P[3][19]*SH_MAG[2] - P[16][19]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + (2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2)*(P[19][17] + P[1][17]*SH_MAG[0] - P[2][17]*SH_MAG[1] + P[3][17]*SH_MAG[2] - P[16][17]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][17]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][17]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)*(P[19][18] + P[1][18]*SH_MAG[0] - P[2][18]*SH_MAG[1] + P[3][18]*SH_MAG[2] - P[16][18]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][18]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][18]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[19][0] + P[1][0]*SH_MAG[0] - P[2][0]*SH_MAG[1] + P[3][0]*SH_MAG[2] - P[16][0]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][0]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][0]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[17][19]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][19]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + SH_MAG[0]*(P[19][1] + P[1][1]*SH_MAG[0] - P[2][1]*SH_MAG[1] + P[3][1]*SH_MAG[2] - P[16][1]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][1]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][1]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[1]*(P[19][2] + P[1][2]*SH_MAG[0] - P[2][2]*SH_MAG[1] + P[3][2]*SH_MAG[2] - P[16][2]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][2]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][2]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[2]*(P[19][3] + P[1][3]*SH_MAG[0] - P[2][3]*SH_MAG[1] + P[3][3]*SH_MAG[2] - P[16][3]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][3]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][3]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P[19][16] + P[1][16]*SH_MAG[0] - P[2][16]*SH_MAG[1] + P[3][16]*SH_MAG[2] - P[16][16]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][16]*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][16]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[0][19]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); + _mag_innov_var[0] = (P(19,19) + R_MAG + P(1,19)*SH_MAG[0] - P(2,19)*SH_MAG[1] + P(3,19)*SH_MAG[2] - P(16,19)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + (2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2)*(P(19,17) + P(1,17)*SH_MAG[0] - P(2,17)*SH_MAG[1] + P(3,17)*SH_MAG[2] - P(16,17)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,17)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,17)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,17)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)*(P(19,18) + P(1,18)*SH_MAG[0] - P(2,18)*SH_MAG[1] + P(3,18)*SH_MAG[2] - P(16,18)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,18)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,18)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,18)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P(19,0) + P(1,0)*SH_MAG[0] - P(2,0)*SH_MAG[1] + P(3,0)*SH_MAG[2] - P(16,0)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,0)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,0)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,0)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P(17,19)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,19)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + SH_MAG[0]*(P(19,1) + P(1,1)*SH_MAG[0] - P(2,1)*SH_MAG[1] + P(3,1)*SH_MAG[2] - P(16,1)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,1)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,1)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,1)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[1]*(P(19,2) + P(1,2)*SH_MAG[0] - P(2,2)*SH_MAG[1] + P(3,2)*SH_MAG[2] - P(16,2)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,2)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,2)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,2)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[2]*(P(19,3) + P(1,3)*SH_MAG[0] - P(2,3)*SH_MAG[1] + P(3,3)*SH_MAG[2] - P(16,3)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,3)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,3)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,3)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P(19,16) + P(1,16)*SH_MAG[0] - P(2,16)*SH_MAG[1] + P(3,16)*SH_MAG[2] - P(16,16)*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P(17,16)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P(18,16)*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P(0,16)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P(0,19)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); // check for a badly conditioned covariance matrix if (_mag_innov_var[0] >= R_MAG) { @@ -111,7 +111,7 @@ void Ekf::fuseMag() } // Y axis innovation variance - _mag_innov_var[1] = (P[20][20] + R_MAG + P[0][20]*SH_MAG[2] + P[1][20]*SH_MAG[1] + P[2][20]*SH_MAG[0] - P[17][20]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - (2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2)*(P[20][16] + P[0][16]*SH_MAG[2] + P[1][16]*SH_MAG[1] + P[2][16]*SH_MAG[0] - P[17][16]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][16]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][16]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3)*(P[20][18] + P[0][18]*SH_MAG[2] + P[1][18]*SH_MAG[1] + P[2][18]*SH_MAG[0] - P[17][18]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][18]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][18]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[20][3] + P[0][3]*SH_MAG[2] + P[1][3]*SH_MAG[1] + P[2][3]*SH_MAG[0] - P[17][3]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][3]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][3]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P[16][20]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][20]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[2]*(P[20][0] + P[0][0]*SH_MAG[2] + P[1][0]*SH_MAG[1] + P[2][0]*SH_MAG[0] - P[17][0]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][0]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][0]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[1]*(P[20][1] + P[0][1]*SH_MAG[2] + P[1][1]*SH_MAG[1] + P[2][1]*SH_MAG[0] - P[17][1]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][1]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][1]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P[20][2] + P[0][2]*SH_MAG[2] + P[1][2]*SH_MAG[1] + P[2][2]*SH_MAG[0] - P[17][2]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][2]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][2]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P[20][17] + P[0][17]*SH_MAG[2] + P[1][17]*SH_MAG[1] + P[2][17]*SH_MAG[0] - P[17][17]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][17]*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][17]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P[3][20]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); + _mag_innov_var[1] = (P(20,20) + R_MAG + P(0,20)*SH_MAG[2] + P(1,20)*SH_MAG[1] + P(2,20)*SH_MAG[0] - P(17,20)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - (2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2)*(P(20,16) + P(0,16)*SH_MAG[2] + P(1,16)*SH_MAG[1] + P(2,16)*SH_MAG[0] - P(17,16)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,16)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,16)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,16)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3)*(P(20,18) + P(0,18)*SH_MAG[2] + P(1,18)*SH_MAG[1] + P(2,18)*SH_MAG[0] - P(17,18)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,18)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,18)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,18)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P(20,3) + P(0,3)*SH_MAG[2] + P(1,3)*SH_MAG[1] + P(2,3)*SH_MAG[0] - P(17,3)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,3)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,3)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,3)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P(16,20)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,20)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[2]*(P(20,0) + P(0,0)*SH_MAG[2] + P(1,0)*SH_MAG[1] + P(2,0)*SH_MAG[0] - P(17,0)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,0)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,0)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,0)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[1]*(P(20,1) + P(0,1)*SH_MAG[2] + P(1,1)*SH_MAG[1] + P(2,1)*SH_MAG[0] - P(17,1)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,1)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,1)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,1)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P(20,2) + P(0,2)*SH_MAG[2] + P(1,2)*SH_MAG[1] + P(2,2)*SH_MAG[0] - P(17,2)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,2)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,2)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,2)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P(20,17) + P(0,17)*SH_MAG[2] + P(1,17)*SH_MAG[1] + P(2,17)*SH_MAG[0] - P(17,17)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P(16,17)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P(18,17)*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P(3,17)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P(3,20)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); // check for a badly conditioned covariance matrix if (_mag_innov_var[1] >= R_MAG) { @@ -130,7 +130,7 @@ void Ekf::fuseMag() } // Z axis innovation variance - _mag_innov_var[2] = (P[21][21] + R_MAG + P[0][21]*SH_MAG[1] - P[1][21]*SH_MAG[2] + P[3][21]*SH_MAG[0] + P[18][21]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + (2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3)*(P[21][16] + P[0][16]*SH_MAG[1] - P[1][16]*SH_MAG[2] + P[3][16]*SH_MAG[0] + P[18][16]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][16]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][16]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3)*(P[21][17] + P[0][17]*SH_MAG[1] - P[1][17]*SH_MAG[2] + P[3][17]*SH_MAG[0] + P[18][17]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][17]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][17]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[21][2] + P[0][2]*SH_MAG[1] - P[1][2]*SH_MAG[2] + P[3][2]*SH_MAG[0] + P[18][2]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][2]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][2]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[16][21]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][21]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[1]*(P[21][0] + P[0][0]*SH_MAG[1] - P[1][0]*SH_MAG[2] + P[3][0]*SH_MAG[0] + P[18][0]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][0]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][0]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[2]*(P[21][1] + P[0][1]*SH_MAG[1] - P[1][1]*SH_MAG[2] + P[3][1]*SH_MAG[0] + P[18][1]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][1]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][1]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P[21][3] + P[0][3]*SH_MAG[1] - P[1][3]*SH_MAG[2] + P[3][3]*SH_MAG[0] + P[18][3]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][3]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][3]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6])*(P[21][18] + P[0][18]*SH_MAG[1] - P[1][18]*SH_MAG[2] + P[3][18]*SH_MAG[0] + P[18][18]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][18]*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][18]*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[2][21]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); + _mag_innov_var[2] = (P(21,21) + R_MAG + P(0,21)*SH_MAG[1] - P(1,21)*SH_MAG[2] + P(3,21)*SH_MAG[0] + P(18,21)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + (2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3)*(P(21,16) + P(0,16)*SH_MAG[1] - P(1,16)*SH_MAG[2] + P(3,16)*SH_MAG[0] + P(18,16)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,16)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,16)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,16)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3)*(P(21,17) + P(0,17)*SH_MAG[1] - P(1,17)*SH_MAG[2] + P(3,17)*SH_MAG[0] + P(18,17)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,17)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,17)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,17)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P(21,2) + P(0,2)*SH_MAG[1] - P(1,2)*SH_MAG[2] + P(3,2)*SH_MAG[0] + P(18,2)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,2)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,2)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,2)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P(16,21)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,21)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[1]*(P(21,0) + P(0,0)*SH_MAG[1] - P(1,0)*SH_MAG[2] + P(3,0)*SH_MAG[0] + P(18,0)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,0)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,0)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,0)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[2]*(P(21,1) + P(0,1)*SH_MAG[1] - P(1,1)*SH_MAG[2] + P(3,1)*SH_MAG[0] + P(18,1)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,1)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,1)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,1)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P(21,3) + P(0,3)*SH_MAG[1] - P(1,3)*SH_MAG[2] + P(3,3)*SH_MAG[0] + P(18,3)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,3)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,3)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,3)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6])*(P(21,18) + P(0,18)*SH_MAG[1] - P(1,18)*SH_MAG[2] + P(3,18)*SH_MAG[0] + P(18,18)*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P(16,18)*(2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P(17,18)*(2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P(2,18)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P(2,21)*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); // check for a badly conditioned covariance matrix if (_mag_innov_var[2] >= R_MAG) { @@ -198,24 +198,24 @@ void Ekf::fuseMag() SK_MX[4] = 2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2; if (update_all_states) { - Kfusion[0] = SK_MX[0]*(P[0][19] + P[0][1]*SH_MAG[0] - P[0][2]*SH_MAG[1] + P[0][3]*SH_MAG[2] + P[0][0]*SK_MX[2] - P[0][16]*SK_MX[1] + P[0][17]*SK_MX[4] - P[0][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[1] = SK_MX[0]*(P[1][19] + P[1][1]*SH_MAG[0] - P[1][2]*SH_MAG[1] + P[1][3]*SH_MAG[2] + P[1][0]*SK_MX[2] - P[1][16]*SK_MX[1] + P[1][17]*SK_MX[4] - P[1][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[2] = SK_MX[0]*(P[2][19] + P[2][1]*SH_MAG[0] - P[2][2]*SH_MAG[1] + P[2][3]*SH_MAG[2] + P[2][0]*SK_MX[2] - P[2][16]*SK_MX[1] + P[2][17]*SK_MX[4] - P[2][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[3] = SK_MX[0]*(P[3][19] + P[3][1]*SH_MAG[0] - P[3][2]*SH_MAG[1] + P[3][3]*SH_MAG[2] + P[3][0]*SK_MX[2] - P[3][16]*SK_MX[1] + P[3][17]*SK_MX[4] - P[3][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[4] = SK_MX[0]*(P[4][19] + P[4][1]*SH_MAG[0] - P[4][2]*SH_MAG[1] + P[4][3]*SH_MAG[2] + P[4][0]*SK_MX[2] - P[4][16]*SK_MX[1] + P[4][17]*SK_MX[4] - P[4][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[5] = SK_MX[0]*(P[5][19] + P[5][1]*SH_MAG[0] - P[5][2]*SH_MAG[1] + P[5][3]*SH_MAG[2] + P[5][0]*SK_MX[2] - P[5][16]*SK_MX[1] + P[5][17]*SK_MX[4] - P[5][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[6] = SK_MX[0]*(P[6][19] + P[6][1]*SH_MAG[0] - P[6][2]*SH_MAG[1] + P[6][3]*SH_MAG[2] + P[6][0]*SK_MX[2] - P[6][16]*SK_MX[1] + P[6][17]*SK_MX[4] - P[6][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[7] = SK_MX[0]*(P[7][19] + P[7][1]*SH_MAG[0] - P[7][2]*SH_MAG[1] + P[7][3]*SH_MAG[2] + P[7][0]*SK_MX[2] - P[7][16]*SK_MX[1] + P[7][17]*SK_MX[4] - P[7][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[8] = SK_MX[0]*(P[8][19] + P[8][1]*SH_MAG[0] - P[8][2]*SH_MAG[1] + P[8][3]*SH_MAG[2] + P[8][0]*SK_MX[2] - P[8][16]*SK_MX[1] + P[8][17]*SK_MX[4] - P[8][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[9] = SK_MX[0]*(P[9][19] + P[9][1]*SH_MAG[0] - P[9][2]*SH_MAG[1] + P[9][3]*SH_MAG[2] + P[9][0]*SK_MX[2] - P[9][16]*SK_MX[1] + P[9][17]*SK_MX[4] - P[9][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[10] = SK_MX[0]*(P[10][19] + P[10][1]*SH_MAG[0] - P[10][2]*SH_MAG[1] + P[10][3]*SH_MAG[2] + P[10][0]*SK_MX[2] - P[10][16]*SK_MX[1] + P[10][17]*SK_MX[4] - P[10][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[11] = SK_MX[0]*(P[11][19] + P[11][1]*SH_MAG[0] - P[11][2]*SH_MAG[1] + P[11][3]*SH_MAG[2] + P[11][0]*SK_MX[2] - P[11][16]*SK_MX[1] + P[11][17]*SK_MX[4] - P[11][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[12] = SK_MX[0]*(P[12][19] + P[12][1]*SH_MAG[0] - P[12][2]*SH_MAG[1] + P[12][3]*SH_MAG[2] + P[12][0]*SK_MX[2] - P[12][16]*SK_MX[1] + P[12][17]*SK_MX[4] - P[12][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[13] = SK_MX[0]*(P[13][19] + P[13][1]*SH_MAG[0] - P[13][2]*SH_MAG[1] + P[13][3]*SH_MAG[2] + P[13][0]*SK_MX[2] - P[13][16]*SK_MX[1] + P[13][17]*SK_MX[4] - P[13][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[14] = SK_MX[0]*(P[14][19] + P[14][1]*SH_MAG[0] - P[14][2]*SH_MAG[1] + P[14][3]*SH_MAG[2] + P[14][0]*SK_MX[2] - P[14][16]*SK_MX[1] + P[14][17]*SK_MX[4] - P[14][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[15] = SK_MX[0]*(P[15][19] + P[15][1]*SH_MAG[0] - P[15][2]*SH_MAG[1] + P[15][3]*SH_MAG[2] + P[15][0]*SK_MX[2] - P[15][16]*SK_MX[1] + P[15][17]*SK_MX[4] - P[15][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[22] = SK_MX[0]*(P[22][19] + P[22][1]*SH_MAG[0] - P[22][2]*SH_MAG[1] + P[22][3]*SH_MAG[2] + P[22][0]*SK_MX[2] - P[22][16]*SK_MX[1] + P[22][17]*SK_MX[4] - P[22][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[23] = SK_MX[0]*(P[23][19] + P[23][1]*SH_MAG[0] - P[23][2]*SH_MAG[1] + P[23][3]*SH_MAG[2] + P[23][0]*SK_MX[2] - P[23][16]*SK_MX[1] + P[23][17]*SK_MX[4] - P[23][18]*SK_MX[3]); + Kfusion[0] = SK_MX[0]*(P(0,19) + P(0,1)*SH_MAG[0] - P(0,2)*SH_MAG[1] + P(0,3)*SH_MAG[2] + P(0,0)*SK_MX[2] - P(0,16)*SK_MX[1] + P(0,17)*SK_MX[4] - P(0,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[1] = SK_MX[0]*(P(1,19) + P(1,1)*SH_MAG[0] - P(1,2)*SH_MAG[1] + P(1,3)*SH_MAG[2] + P(1,0)*SK_MX[2] - P(1,16)*SK_MX[1] + P(1,17)*SK_MX[4] - P(1,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[2] = SK_MX[0]*(P(2,19) + P(2,1)*SH_MAG[0] - P(2,2)*SH_MAG[1] + P(2,3)*SH_MAG[2] + P(2,0)*SK_MX[2] - P(2,16)*SK_MX[1] + P(2,17)*SK_MX[4] - P(2,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[3] = SK_MX[0]*(P(3,19) + P(3,1)*SH_MAG[0] - P(3,2)*SH_MAG[1] + P(3,3)*SH_MAG[2] + P(3,0)*SK_MX[2] - P(3,16)*SK_MX[1] + P(3,17)*SK_MX[4] - P(3,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[4] = SK_MX[0]*(P(4,19) + P(4,1)*SH_MAG[0] - P(4,2)*SH_MAG[1] + P(4,3)*SH_MAG[2] + P(4,0)*SK_MX[2] - P(4,16)*SK_MX[1] + P(4,17)*SK_MX[4] - P(4,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[5] = SK_MX[0]*(P(5,19) + P(5,1)*SH_MAG[0] - P(5,2)*SH_MAG[1] + P(5,3)*SH_MAG[2] + P(5,0)*SK_MX[2] - P(5,16)*SK_MX[1] + P(5,17)*SK_MX[4] - P(5,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[6] = SK_MX[0]*(P(6,19) + P(6,1)*SH_MAG[0] - P(6,2)*SH_MAG[1] + P(6,3)*SH_MAG[2] + P(6,0)*SK_MX[2] - P(6,16)*SK_MX[1] + P(6,17)*SK_MX[4] - P(6,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[7] = SK_MX[0]*(P(7,19) + P(7,1)*SH_MAG[0] - P(7,2)*SH_MAG[1] + P(7,3)*SH_MAG[2] + P(7,0)*SK_MX[2] - P(7,16)*SK_MX[1] + P(7,17)*SK_MX[4] - P(7,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[8] = SK_MX[0]*(P(8,19) + P(8,1)*SH_MAG[0] - P(8,2)*SH_MAG[1] + P(8,3)*SH_MAG[2] + P(8,0)*SK_MX[2] - P(8,16)*SK_MX[1] + P(8,17)*SK_MX[4] - P(8,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[9] = SK_MX[0]*(P(9,19) + P(9,1)*SH_MAG[0] - P(9,2)*SH_MAG[1] + P(9,3)*SH_MAG[2] + P(9,0)*SK_MX[2] - P(9,16)*SK_MX[1] + P(9,17)*SK_MX[4] - P(9,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[10] = SK_MX[0]*(P(10,19) + P(10,1)*SH_MAG[0] - P(10,2)*SH_MAG[1] + P(10,3)*SH_MAG[2] + P(10,0)*SK_MX[2] - P(10,16)*SK_MX[1] + P(10,17)*SK_MX[4] - P(10,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[11] = SK_MX[0]*(P(11,19) + P(11,1)*SH_MAG[0] - P(11,2)*SH_MAG[1] + P(11,3)*SH_MAG[2] + P(11,0)*SK_MX[2] - P(11,16)*SK_MX[1] + P(11,17)*SK_MX[4] - P(11,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[12] = SK_MX[0]*(P(12,19) + P(12,1)*SH_MAG[0] - P(12,2)*SH_MAG[1] + P(12,3)*SH_MAG[2] + P(12,0)*SK_MX[2] - P(12,16)*SK_MX[1] + P(12,17)*SK_MX[4] - P(12,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[13] = SK_MX[0]*(P(13,19) + P(13,1)*SH_MAG[0] - P(13,2)*SH_MAG[1] + P(13,3)*SH_MAG[2] + P(13,0)*SK_MX[2] - P(13,16)*SK_MX[1] + P(13,17)*SK_MX[4] - P(13,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[14] = SK_MX[0]*(P(14,19) + P(14,1)*SH_MAG[0] - P(14,2)*SH_MAG[1] + P(14,3)*SH_MAG[2] + P(14,0)*SK_MX[2] - P(14,16)*SK_MX[1] + P(14,17)*SK_MX[4] - P(14,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[15] = SK_MX[0]*(P(15,19) + P(15,1)*SH_MAG[0] - P(15,2)*SH_MAG[1] + P(15,3)*SH_MAG[2] + P(15,0)*SK_MX[2] - P(15,16)*SK_MX[1] + P(15,17)*SK_MX[4] - P(15,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[22] = SK_MX[0]*(P(22,19) + P(22,1)*SH_MAG[0] - P(22,2)*SH_MAG[1] + P(22,3)*SH_MAG[2] + P(22,0)*SK_MX[2] - P(22,16)*SK_MX[1] + P(22,17)*SK_MX[4] - P(22,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[23] = SK_MX[0]*(P(23,19) + P(23,1)*SH_MAG[0] - P(23,2)*SH_MAG[1] + P(23,3)*SH_MAG[2] + P(23,0)*SK_MX[2] - P(23,16)*SK_MX[1] + P(23,17)*SK_MX[4] - P(23,18)*SK_MX[3]); } else { for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) { Kfusion[i] = 0.0f; @@ -225,12 +225,12 @@ void Ekf::fuseMag() Kfusion[23] = 0.0f; } - Kfusion[16] = SK_MX[0]*(P[16][19] + P[16][1]*SH_MAG[0] - P[16][2]*SH_MAG[1] + P[16][3]*SH_MAG[2] + P[16][0]*SK_MX[2] - P[16][16]*SK_MX[1] + P[16][17]*SK_MX[4] - P[16][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[17] = SK_MX[0]*(P[17][19] + P[17][1]*SH_MAG[0] - P[17][2]*SH_MAG[1] + P[17][3]*SH_MAG[2] + P[17][0]*SK_MX[2] - P[17][16]*SK_MX[1] + P[17][17]*SK_MX[4] - P[17][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[18] = SK_MX[0]*(P[18][19] + P[18][1]*SH_MAG[0] - P[18][2]*SH_MAG[1] + P[18][3]*SH_MAG[2] + P[18][0]*SK_MX[2] - P[18][16]*SK_MX[1] + P[18][17]*SK_MX[4] - P[18][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[19] = SK_MX[0]*(P[19][19] + P[19][1]*SH_MAG[0] - P[19][2]*SH_MAG[1] + P[19][3]*SH_MAG[2] + P[19][0]*SK_MX[2] - P[19][16]*SK_MX[1] + P[19][17]*SK_MX[4] - P[19][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[20] = SK_MX[0]*(P[20][19] + P[20][1]*SH_MAG[0] - P[20][2]*SH_MAG[1] + P[20][3]*SH_MAG[2] + P[20][0]*SK_MX[2] - P[20][16]*SK_MX[1] + P[20][17]*SK_MX[4] - P[20][18]*SK_MX[3]); - Kfusion[21] = SK_MX[0]*(P[21][19] + P[21][1]*SH_MAG[0] - P[21][2]*SH_MAG[1] + P[21][3]*SH_MAG[2] + P[21][0]*SK_MX[2] - P[21][16]*SK_MX[1] + P[21][17]*SK_MX[4] - P[21][18]*SK_MX[3]); + Kfusion[16] = SK_MX[0]*(P(16,19) + P(16,1)*SH_MAG[0] - P(16,2)*SH_MAG[1] + P(16,3)*SH_MAG[2] + P(16,0)*SK_MX[2] - P(16,16)*SK_MX[1] + P(16,17)*SK_MX[4] - P(16,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[17] = SK_MX[0]*(P(17,19) + P(17,1)*SH_MAG[0] - P(17,2)*SH_MAG[1] + P(17,3)*SH_MAG[2] + P(17,0)*SK_MX[2] - P(17,16)*SK_MX[1] + P(17,17)*SK_MX[4] - P(17,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[18] = SK_MX[0]*(P(18,19) + P(18,1)*SH_MAG[0] - P(18,2)*SH_MAG[1] + P(18,3)*SH_MAG[2] + P(18,0)*SK_MX[2] - P(18,16)*SK_MX[1] + P(18,17)*SK_MX[4] - P(18,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[19] = SK_MX[0]*(P(19,19) + P(19,1)*SH_MAG[0] - P(19,2)*SH_MAG[1] + P(19,3)*SH_MAG[2] + P(19,0)*SK_MX[2] - P(19,16)*SK_MX[1] + P(19,17)*SK_MX[4] - P(19,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[20] = SK_MX[0]*(P(20,19) + P(20,1)*SH_MAG[0] - P(20,2)*SH_MAG[1] + P(20,3)*SH_MAG[2] + P(20,0)*SK_MX[2] - P(20,16)*SK_MX[1] + P(20,17)*SK_MX[4] - P(20,18)*SK_MX[3]); + Kfusion[21] = SK_MX[0]*(P(21,19) + P(21,1)*SH_MAG[0] - P(21,2)*SH_MAG[1] + P(21,3)*SH_MAG[2] + P(21,0)*SK_MX[2] - P(21,16)*SK_MX[1] + P(21,17)*SK_MX[4] - P(21,18)*SK_MX[3]); } else if (index == 1) { // Calculate Y axis observation jacobians @@ -253,24 +253,24 @@ void Ekf::fuseMag() SK_MY[4] = 2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3; if (update_all_states) { - Kfusion[0] = SK_MY[0]*(P[0][20] + P[0][0]*SH_MAG[2] + P[0][1]*SH_MAG[1] + P[0][2]*SH_MAG[0] - P[0][3]*SK_MY[2] - P[0][17]*SK_MY[1] - P[0][16]*SK_MY[3] + P[0][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[1] = SK_MY[0]*(P[1][20] + P[1][0]*SH_MAG[2] + P[1][1]*SH_MAG[1] + P[1][2]*SH_MAG[0] - P[1][3]*SK_MY[2] - P[1][17]*SK_MY[1] - P[1][16]*SK_MY[3] + P[1][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[2] = SK_MY[0]*(P[2][20] + P[2][0]*SH_MAG[2] + P[2][1]*SH_MAG[1] + P[2][2]*SH_MAG[0] - P[2][3]*SK_MY[2] - P[2][17]*SK_MY[1] - P[2][16]*SK_MY[3] + P[2][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[3] = SK_MY[0]*(P[3][20] + P[3][0]*SH_MAG[2] + P[3][1]*SH_MAG[1] + P[3][2]*SH_MAG[0] - P[3][3]*SK_MY[2] - P[3][17]*SK_MY[1] - P[3][16]*SK_MY[3] + P[3][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[4] = SK_MY[0]*(P[4][20] + P[4][0]*SH_MAG[2] + P[4][1]*SH_MAG[1] + P[4][2]*SH_MAG[0] - P[4][3]*SK_MY[2] - P[4][17]*SK_MY[1] - P[4][16]*SK_MY[3] + P[4][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[5] = SK_MY[0]*(P[5][20] + P[5][0]*SH_MAG[2] + P[5][1]*SH_MAG[1] + P[5][2]*SH_MAG[0] - P[5][3]*SK_MY[2] - P[5][17]*SK_MY[1] - P[5][16]*SK_MY[3] + P[5][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[6] = SK_MY[0]*(P[6][20] + P[6][0]*SH_MAG[2] + P[6][1]*SH_MAG[1] + P[6][2]*SH_MAG[0] - P[6][3]*SK_MY[2] - P[6][17]*SK_MY[1] - P[6][16]*SK_MY[3] + P[6][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[7] = SK_MY[0]*(P[7][20] + P[7][0]*SH_MAG[2] + P[7][1]*SH_MAG[1] + P[7][2]*SH_MAG[0] - P[7][3]*SK_MY[2] - P[7][17]*SK_MY[1] - P[7][16]*SK_MY[3] + P[7][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[8] = SK_MY[0]*(P[8][20] + P[8][0]*SH_MAG[2] + P[8][1]*SH_MAG[1] + P[8][2]*SH_MAG[0] - P[8][3]*SK_MY[2] - P[8][17]*SK_MY[1] - P[8][16]*SK_MY[3] + P[8][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[9] = SK_MY[0]*(P[9][20] + P[9][0]*SH_MAG[2] + P[9][1]*SH_MAG[1] + P[9][2]*SH_MAG[0] - P[9][3]*SK_MY[2] - P[9][17]*SK_MY[1] - P[9][16]*SK_MY[3] + P[9][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[10] = SK_MY[0]*(P[10][20] + P[10][0]*SH_MAG[2] + P[10][1]*SH_MAG[1] + P[10][2]*SH_MAG[0] - P[10][3]*SK_MY[2] - P[10][17]*SK_MY[1] - P[10][16]*SK_MY[3] + P[10][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[11] = SK_MY[0]*(P[11][20] + P[11][0]*SH_MAG[2] + P[11][1]*SH_MAG[1] + P[11][2]*SH_MAG[0] - P[11][3]*SK_MY[2] - P[11][17]*SK_MY[1] - P[11][16]*SK_MY[3] + P[11][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[12] = SK_MY[0]*(P[12][20] + P[12][0]*SH_MAG[2] + P[12][1]*SH_MAG[1] + P[12][2]*SH_MAG[0] - P[12][3]*SK_MY[2] - P[12][17]*SK_MY[1] - P[12][16]*SK_MY[3] + P[12][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[13] = SK_MY[0]*(P[13][20] + P[13][0]*SH_MAG[2] + P[13][1]*SH_MAG[1] + P[13][2]*SH_MAG[0] - P[13][3]*SK_MY[2] - P[13][17]*SK_MY[1] - P[13][16]*SK_MY[3] + P[13][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[14] = SK_MY[0]*(P[14][20] + P[14][0]*SH_MAG[2] + P[14][1]*SH_MAG[1] + P[14][2]*SH_MAG[0] - P[14][3]*SK_MY[2] - P[14][17]*SK_MY[1] - P[14][16]*SK_MY[3] + P[14][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[15] = SK_MY[0]*(P[15][20] + P[15][0]*SH_MAG[2] + P[15][1]*SH_MAG[1] + P[15][2]*SH_MAG[0] - P[15][3]*SK_MY[2] - P[15][17]*SK_MY[1] - P[15][16]*SK_MY[3] + P[15][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[22] = SK_MY[0]*(P[22][20] + P[22][0]*SH_MAG[2] + P[22][1]*SH_MAG[1] + P[22][2]*SH_MAG[0] - P[22][3]*SK_MY[2] - P[22][17]*SK_MY[1] - P[22][16]*SK_MY[3] + P[22][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[23] = SK_MY[0]*(P[23][20] + P[23][0]*SH_MAG[2] + P[23][1]*SH_MAG[1] + P[23][2]*SH_MAG[0] - P[23][3]*SK_MY[2] - P[23][17]*SK_MY[1] - P[23][16]*SK_MY[3] + P[23][18]*SK_MY[4]); + Kfusion[0] = SK_MY[0]*(P(0,20) + P(0,0)*SH_MAG[2] + P(0,1)*SH_MAG[1] + P(0,2)*SH_MAG[0] - P(0,3)*SK_MY[2] - P(0,17)*SK_MY[1] - P(0,16)*SK_MY[3] + P(0,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[1] = SK_MY[0]*(P(1,20) + P(1,0)*SH_MAG[2] + P(1,1)*SH_MAG[1] + P(1,2)*SH_MAG[0] - P(1,3)*SK_MY[2] - P(1,17)*SK_MY[1] - P(1,16)*SK_MY[3] + P(1,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[2] = SK_MY[0]*(P(2,20) + P(2,0)*SH_MAG[2] + P(2,1)*SH_MAG[1] + P(2,2)*SH_MAG[0] - P(2,3)*SK_MY[2] - P(2,17)*SK_MY[1] - P(2,16)*SK_MY[3] + P(2,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[3] = SK_MY[0]*(P(3,20) + P(3,0)*SH_MAG[2] + P(3,1)*SH_MAG[1] + P(3,2)*SH_MAG[0] - P(3,3)*SK_MY[2] - P(3,17)*SK_MY[1] - P(3,16)*SK_MY[3] + P(3,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[4] = SK_MY[0]*(P(4,20) + P(4,0)*SH_MAG[2] + P(4,1)*SH_MAG[1] + P(4,2)*SH_MAG[0] - P(4,3)*SK_MY[2] - P(4,17)*SK_MY[1] - P(4,16)*SK_MY[3] + P(4,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[5] = SK_MY[0]*(P(5,20) + P(5,0)*SH_MAG[2] + P(5,1)*SH_MAG[1] + P(5,2)*SH_MAG[0] - P(5,3)*SK_MY[2] - P(5,17)*SK_MY[1] - P(5,16)*SK_MY[3] + P(5,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[6] = SK_MY[0]*(P(6,20) + P(6,0)*SH_MAG[2] + P(6,1)*SH_MAG[1] + P(6,2)*SH_MAG[0] - P(6,3)*SK_MY[2] - P(6,17)*SK_MY[1] - P(6,16)*SK_MY[3] + P(6,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[7] = SK_MY[0]*(P(7,20) + P(7,0)*SH_MAG[2] + P(7,1)*SH_MAG[1] + P(7,2)*SH_MAG[0] - P(7,3)*SK_MY[2] - P(7,17)*SK_MY[1] - P(7,16)*SK_MY[3] + P(7,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[8] = SK_MY[0]*(P(8,20) + P(8,0)*SH_MAG[2] + P(8,1)*SH_MAG[1] + P(8,2)*SH_MAG[0] - P(8,3)*SK_MY[2] - P(8,17)*SK_MY[1] - P(8,16)*SK_MY[3] + P(8,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[9] = SK_MY[0]*(P(9,20) + P(9,0)*SH_MAG[2] + P(9,1)*SH_MAG[1] + P(9,2)*SH_MAG[0] - P(9,3)*SK_MY[2] - P(9,17)*SK_MY[1] - P(9,16)*SK_MY[3] + P(9,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[10] = SK_MY[0]*(P(10,20) + P(10,0)*SH_MAG[2] + P(10,1)*SH_MAG[1] + P(10,2)*SH_MAG[0] - P(10,3)*SK_MY[2] - P(10,17)*SK_MY[1] - P(10,16)*SK_MY[3] + P(10,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[11] = SK_MY[0]*(P(11,20) + P(11,0)*SH_MAG[2] + P(11,1)*SH_MAG[1] + P(11,2)*SH_MAG[0] - P(11,3)*SK_MY[2] - P(11,17)*SK_MY[1] - P(11,16)*SK_MY[3] + P(11,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[12] = SK_MY[0]*(P(12,20) + P(12,0)*SH_MAG[2] + P(12,1)*SH_MAG[1] + P(12,2)*SH_MAG[0] - P(12,3)*SK_MY[2] - P(12,17)*SK_MY[1] - P(12,16)*SK_MY[3] + P(12,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[13] = SK_MY[0]*(P(13,20) + P(13,0)*SH_MAG[2] + P(13,1)*SH_MAG[1] + P(13,2)*SH_MAG[0] - P(13,3)*SK_MY[2] - P(13,17)*SK_MY[1] - P(13,16)*SK_MY[3] + P(13,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[14] = SK_MY[0]*(P(14,20) + P(14,0)*SH_MAG[2] + P(14,1)*SH_MAG[1] + P(14,2)*SH_MAG[0] - P(14,3)*SK_MY[2] - P(14,17)*SK_MY[1] - P(14,16)*SK_MY[3] + P(14,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[15] = SK_MY[0]*(P(15,20) + P(15,0)*SH_MAG[2] + P(15,1)*SH_MAG[1] + P(15,2)*SH_MAG[0] - P(15,3)*SK_MY[2] - P(15,17)*SK_MY[1] - P(15,16)*SK_MY[3] + P(15,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[22] = SK_MY[0]*(P(22,20) + P(22,0)*SH_MAG[2] + P(22,1)*SH_MAG[1] + P(22,2)*SH_MAG[0] - P(22,3)*SK_MY[2] - P(22,17)*SK_MY[1] - P(22,16)*SK_MY[3] + P(22,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[23] = SK_MY[0]*(P(23,20) + P(23,0)*SH_MAG[2] + P(23,1)*SH_MAG[1] + P(23,2)*SH_MAG[0] - P(23,3)*SK_MY[2] - P(23,17)*SK_MY[1] - P(23,16)*SK_MY[3] + P(23,18)*SK_MY[4]); } else { for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) { Kfusion[i] = 0.0f; @@ -280,12 +280,12 @@ void Ekf::fuseMag() Kfusion[23] = 0.0f; } - Kfusion[16] = SK_MY[0]*(P[16][20] + P[16][0]*SH_MAG[2] + P[16][1]*SH_MAG[1] + P[16][2]*SH_MAG[0] - P[16][3]*SK_MY[2] - P[16][17]*SK_MY[1] - P[16][16]*SK_MY[3] + P[16][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[17] = SK_MY[0]*(P[17][20] + P[17][0]*SH_MAG[2] + P[17][1]*SH_MAG[1] + P[17][2]*SH_MAG[0] - P[17][3]*SK_MY[2] - P[17][17]*SK_MY[1] - P[17][16]*SK_MY[3] + P[17][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[18] = SK_MY[0]*(P[18][20] + P[18][0]*SH_MAG[2] + P[18][1]*SH_MAG[1] + P[18][2]*SH_MAG[0] - P[18][3]*SK_MY[2] - P[18][17]*SK_MY[1] - P[18][16]*SK_MY[3] + P[18][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[19] = SK_MY[0]*(P[19][20] + P[19][0]*SH_MAG[2] + P[19][1]*SH_MAG[1] + P[19][2]*SH_MAG[0] - P[19][3]*SK_MY[2] - P[19][17]*SK_MY[1] - P[19][16]*SK_MY[3] + P[19][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[20] = SK_MY[0]*(P[20][20] + P[20][0]*SH_MAG[2] + P[20][1]*SH_MAG[1] + P[20][2]*SH_MAG[0] - P[20][3]*SK_MY[2] - P[20][17]*SK_MY[1] - P[20][16]*SK_MY[3] + P[20][18]*SK_MY[4]); - Kfusion[21] = SK_MY[0]*(P[21][20] + P[21][0]*SH_MAG[2] + P[21][1]*SH_MAG[1] + P[21][2]*SH_MAG[0] - P[21][3]*SK_MY[2] - P[21][17]*SK_MY[1] - P[21][16]*SK_MY[3] + P[21][18]*SK_MY[4]); + Kfusion[16] = SK_MY[0]*(P(16,20) + P(16,0)*SH_MAG[2] + P(16,1)*SH_MAG[1] + P(16,2)*SH_MAG[0] - P(16,3)*SK_MY[2] - P(16,17)*SK_MY[1] - P(16,16)*SK_MY[3] + P(16,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[17] = SK_MY[0]*(P(17,20) + P(17,0)*SH_MAG[2] + P(17,1)*SH_MAG[1] + P(17,2)*SH_MAG[0] - P(17,3)*SK_MY[2] - P(17,17)*SK_MY[1] - P(17,16)*SK_MY[3] + P(17,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[18] = SK_MY[0]*(P(18,20) + P(18,0)*SH_MAG[2] + P(18,1)*SH_MAG[1] + P(18,2)*SH_MAG[0] - P(18,3)*SK_MY[2] - P(18,17)*SK_MY[1] - P(18,16)*SK_MY[3] + P(18,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[19] = SK_MY[0]*(P(19,20) + P(19,0)*SH_MAG[2] + P(19,1)*SH_MAG[1] + P(19,2)*SH_MAG[0] - P(19,3)*SK_MY[2] - P(19,17)*SK_MY[1] - P(19,16)*SK_MY[3] + P(19,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[20] = SK_MY[0]*(P(20,20) + P(20,0)*SH_MAG[2] + P(20,1)*SH_MAG[1] + P(20,2)*SH_MAG[0] - P(20,3)*SK_MY[2] - P(20,17)*SK_MY[1] - P(20,16)*SK_MY[3] + P(20,18)*SK_MY[4]); + Kfusion[21] = SK_MY[0]*(P(21,20) + P(21,0)*SH_MAG[2] + P(21,1)*SH_MAG[1] + P(21,2)*SH_MAG[0] - P(21,3)*SK_MY[2] - P(21,17)*SK_MY[1] - P(21,16)*SK_MY[3] + P(21,18)*SK_MY[4]); } else if (index == 2) { @@ -314,24 +314,24 @@ void Ekf::fuseMag() SK_MZ[4] = 2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3; if (update_all_states) { - Kfusion[0] = SK_MZ[0]*(P[0][21] + P[0][0]*SH_MAG[1] - P[0][1]*SH_MAG[2] + P[0][3]*SH_MAG[0] + P[0][2]*SK_MZ[2] + P[0][18]*SK_MZ[1] + P[0][16]*SK_MZ[4] - P[0][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[1] = SK_MZ[0]*(P[1][21] + P[1][0]*SH_MAG[1] - P[1][1]*SH_MAG[2] + P[1][3]*SH_MAG[0] + P[1][2]*SK_MZ[2] + P[1][18]*SK_MZ[1] + P[1][16]*SK_MZ[4] - P[1][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[2] = SK_MZ[0]*(P[2][21] + P[2][0]*SH_MAG[1] - P[2][1]*SH_MAG[2] + P[2][3]*SH_MAG[0] + P[2][2]*SK_MZ[2] + P[2][18]*SK_MZ[1] + P[2][16]*SK_MZ[4] - P[2][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[3] = SK_MZ[0]*(P[3][21] + P[3][0]*SH_MAG[1] - P[3][1]*SH_MAG[2] + P[3][3]*SH_MAG[0] + P[3][2]*SK_MZ[2] + P[3][18]*SK_MZ[1] + P[3][16]*SK_MZ[4] - P[3][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[4] = SK_MZ[0]*(P[4][21] + P[4][0]*SH_MAG[1] - P[4][1]*SH_MAG[2] + P[4][3]*SH_MAG[0] + P[4][2]*SK_MZ[2] + P[4][18]*SK_MZ[1] + P[4][16]*SK_MZ[4] - P[4][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[5] = SK_MZ[0]*(P[5][21] + P[5][0]*SH_MAG[1] - P[5][1]*SH_MAG[2] + P[5][3]*SH_MAG[0] + P[5][2]*SK_MZ[2] + P[5][18]*SK_MZ[1] + P[5][16]*SK_MZ[4] - P[5][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[6] = SK_MZ[0]*(P[6][21] + P[6][0]*SH_MAG[1] - P[6][1]*SH_MAG[2] + P[6][3]*SH_MAG[0] + P[6][2]*SK_MZ[2] + P[6][18]*SK_MZ[1] + P[6][16]*SK_MZ[4] - P[6][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[7] = SK_MZ[0]*(P[7][21] + P[7][0]*SH_MAG[1] - P[7][1]*SH_MAG[2] + P[7][3]*SH_MAG[0] + P[7][2]*SK_MZ[2] + P[7][18]*SK_MZ[1] + P[7][16]*SK_MZ[4] - P[7][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[8] = SK_MZ[0]*(P[8][21] + P[8][0]*SH_MAG[1] - P[8][1]*SH_MAG[2] + P[8][3]*SH_MAG[0] + P[8][2]*SK_MZ[2] + P[8][18]*SK_MZ[1] + P[8][16]*SK_MZ[4] - P[8][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[9] = SK_MZ[0]*(P[9][21] + P[9][0]*SH_MAG[1] - P[9][1]*SH_MAG[2] + P[9][3]*SH_MAG[0] + P[9][2]*SK_MZ[2] + P[9][18]*SK_MZ[1] + P[9][16]*SK_MZ[4] - P[9][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[10] = SK_MZ[0]*(P[10][21] + P[10][0]*SH_MAG[1] - P[10][1]*SH_MAG[2] + P[10][3]*SH_MAG[0] + P[10][2]*SK_MZ[2] + P[10][18]*SK_MZ[1] + P[10][16]*SK_MZ[4] - P[10][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[11] = SK_MZ[0]*(P[11][21] + P[11][0]*SH_MAG[1] - P[11][1]*SH_MAG[2] + P[11][3]*SH_MAG[0] + P[11][2]*SK_MZ[2] + P[11][18]*SK_MZ[1] + P[11][16]*SK_MZ[4] - P[11][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[12] = SK_MZ[0]*(P[12][21] + P[12][0]*SH_MAG[1] - P[12][1]*SH_MAG[2] + P[12][3]*SH_MAG[0] + P[12][2]*SK_MZ[2] + P[12][18]*SK_MZ[1] + P[12][16]*SK_MZ[4] - P[12][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[13] = SK_MZ[0]*(P[13][21] + P[13][0]*SH_MAG[1] - P[13][1]*SH_MAG[2] + P[13][3]*SH_MAG[0] + P[13][2]*SK_MZ[2] + P[13][18]*SK_MZ[1] + P[13][16]*SK_MZ[4] - P[13][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[14] = SK_MZ[0]*(P[14][21] + P[14][0]*SH_MAG[1] - P[14][1]*SH_MAG[2] + P[14][3]*SH_MAG[0] + P[14][2]*SK_MZ[2] + P[14][18]*SK_MZ[1] + P[14][16]*SK_MZ[4] - P[14][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[15] = SK_MZ[0]*(P[15][21] + P[15][0]*SH_MAG[1] - P[15][1]*SH_MAG[2] + P[15][3]*SH_MAG[0] + P[15][2]*SK_MZ[2] + P[15][18]*SK_MZ[1] + P[15][16]*SK_MZ[4] - P[15][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[22] = SK_MZ[0]*(P[22][21] + P[22][0]*SH_MAG[1] - P[22][1]*SH_MAG[2] + P[22][3]*SH_MAG[0] + P[22][2]*SK_MZ[2] + P[22][18]*SK_MZ[1] + P[22][16]*SK_MZ[4] - P[22][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[23] = SK_MZ[0]*(P[23][21] + P[23][0]*SH_MAG[1] - P[23][1]*SH_MAG[2] + P[23][3]*SH_MAG[0] + P[23][2]*SK_MZ[2] + P[23][18]*SK_MZ[1] + P[23][16]*SK_MZ[4] - P[23][17]*SK_MZ[3]); + Kfusion[0] = SK_MZ[0]*(P(0,21) + P(0,0)*SH_MAG[1] - P(0,1)*SH_MAG[2] + P(0,3)*SH_MAG[0] + P(0,2)*SK_MZ[2] + P(0,18)*SK_MZ[1] + P(0,16)*SK_MZ[4] - P(0,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[1] = SK_MZ[0]*(P(1,21) + P(1,0)*SH_MAG[1] - P(1,1)*SH_MAG[2] + P(1,3)*SH_MAG[0] + P(1,2)*SK_MZ[2] + P(1,18)*SK_MZ[1] + P(1,16)*SK_MZ[4] - P(1,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[2] = SK_MZ[0]*(P(2,21) + P(2,0)*SH_MAG[1] - P(2,1)*SH_MAG[2] + P(2,3)*SH_MAG[0] + P(2,2)*SK_MZ[2] + P(2,18)*SK_MZ[1] + P(2,16)*SK_MZ[4] - P(2,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[3] = SK_MZ[0]*(P(3,21) + P(3,0)*SH_MAG[1] - P(3,1)*SH_MAG[2] + P(3,3)*SH_MAG[0] + P(3,2)*SK_MZ[2] + P(3,18)*SK_MZ[1] + P(3,16)*SK_MZ[4] - P(3,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[4] = SK_MZ[0]*(P(4,21) + P(4,0)*SH_MAG[1] - P(4,1)*SH_MAG[2] + P(4,3)*SH_MAG[0] + P(4,2)*SK_MZ[2] + P(4,18)*SK_MZ[1] + P(4,16)*SK_MZ[4] - P(4,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[5] = SK_MZ[0]*(P(5,21) + P(5,0)*SH_MAG[1] - P(5,1)*SH_MAG[2] + P(5,3)*SH_MAG[0] + P(5,2)*SK_MZ[2] + P(5,18)*SK_MZ[1] + P(5,16)*SK_MZ[4] - P(5,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[6] = SK_MZ[0]*(P(6,21) + P(6,0)*SH_MAG[1] - P(6,1)*SH_MAG[2] + P(6,3)*SH_MAG[0] + P(6,2)*SK_MZ[2] + P(6,18)*SK_MZ[1] + P(6,16)*SK_MZ[4] - P(6,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[7] = SK_MZ[0]*(P(7,21) + P(7,0)*SH_MAG[1] - P(7,1)*SH_MAG[2] + P(7,3)*SH_MAG[0] + P(7,2)*SK_MZ[2] + P(7,18)*SK_MZ[1] + P(7,16)*SK_MZ[4] - P(7,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[8] = SK_MZ[0]*(P(8,21) + P(8,0)*SH_MAG[1] - P(8,1)*SH_MAG[2] + P(8,3)*SH_MAG[0] + P(8,2)*SK_MZ[2] + P(8,18)*SK_MZ[1] + P(8,16)*SK_MZ[4] - P(8,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[9] = SK_MZ[0]*(P(9,21) + P(9,0)*SH_MAG[1] - P(9,1)*SH_MAG[2] + P(9,3)*SH_MAG[0] + P(9,2)*SK_MZ[2] + P(9,18)*SK_MZ[1] + P(9,16)*SK_MZ[4] - P(9,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[10] = SK_MZ[0]*(P(10,21) + P(10,0)*SH_MAG[1] - P(10,1)*SH_MAG[2] + P(10,3)*SH_MAG[0] + P(10,2)*SK_MZ[2] + P(10,18)*SK_MZ[1] + P(10,16)*SK_MZ[4] - P(10,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[11] = SK_MZ[0]*(P(11,21) + P(11,0)*SH_MAG[1] - P(11,1)*SH_MAG[2] + P(11,3)*SH_MAG[0] + P(11,2)*SK_MZ[2] + P(11,18)*SK_MZ[1] + P(11,16)*SK_MZ[4] - P(11,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[12] = SK_MZ[0]*(P(12,21) + P(12,0)*SH_MAG[1] - P(12,1)*SH_MAG[2] + P(12,3)*SH_MAG[0] + P(12,2)*SK_MZ[2] + P(12,18)*SK_MZ[1] + P(12,16)*SK_MZ[4] - P(12,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[13] = SK_MZ[0]*(P(13,21) + P(13,0)*SH_MAG[1] - P(13,1)*SH_MAG[2] + P(13,3)*SH_MAG[0] + P(13,2)*SK_MZ[2] + P(13,18)*SK_MZ[1] + P(13,16)*SK_MZ[4] - P(13,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[14] = SK_MZ[0]*(P(14,21) + P(14,0)*SH_MAG[1] - P(14,1)*SH_MAG[2] + P(14,3)*SH_MAG[0] + P(14,2)*SK_MZ[2] + P(14,18)*SK_MZ[1] + P(14,16)*SK_MZ[4] - P(14,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[15] = SK_MZ[0]*(P(15,21) + P(15,0)*SH_MAG[1] - P(15,1)*SH_MAG[2] + P(15,3)*SH_MAG[0] + P(15,2)*SK_MZ[2] + P(15,18)*SK_MZ[1] + P(15,16)*SK_MZ[4] - P(15,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[22] = SK_MZ[0]*(P(22,21) + P(22,0)*SH_MAG[1] - P(22,1)*SH_MAG[2] + P(22,3)*SH_MAG[0] + P(22,2)*SK_MZ[2] + P(22,18)*SK_MZ[1] + P(22,16)*SK_MZ[4] - P(22,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[23] = SK_MZ[0]*(P(23,21) + P(23,0)*SH_MAG[1] - P(23,1)*SH_MAG[2] + P(23,3)*SH_MAG[0] + P(23,2)*SK_MZ[2] + P(23,18)*SK_MZ[1] + P(23,16)*SK_MZ[4] - P(23,17)*SK_MZ[3]); } else { for (uint8_t i = 0; i < 16; i++) { Kfusion[i] = 0.0f; @@ -341,12 +341,12 @@ void Ekf::fuseMag() Kfusion[23] = 0.0f; } - Kfusion[16] = SK_MZ[0]*(P[16][21] + P[16][0]*SH_MAG[1] - P[16][1]*SH_MAG[2] + P[16][3]*SH_MAG[0] + P[16][2]*SK_MZ[2] + P[16][18]*SK_MZ[1] + P[16][16]*SK_MZ[4] - P[16][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[17] = SK_MZ[0]*(P[17][21] + P[17][0]*SH_MAG[1] - P[17][1]*SH_MAG[2] + P[17][3]*SH_MAG[0] + P[17][2]*SK_MZ[2] + P[17][18]*SK_MZ[1] + P[17][16]*SK_MZ[4] - P[17][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[18] = SK_MZ[0]*(P[18][21] + P[18][0]*SH_MAG[1] - P[18][1]*SH_MAG[2] + P[18][3]*SH_MAG[0] + P[18][2]*SK_MZ[2] + P[18][18]*SK_MZ[1] + P[18][16]*SK_MZ[4] - P[18][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[19] = SK_MZ[0]*(P[19][21] + P[19][0]*SH_MAG[1] - P[19][1]*SH_MAG[2] + P[19][3]*SH_MAG[0] + P[19][2]*SK_MZ[2] + P[19][18]*SK_MZ[1] + P[19][16]*SK_MZ[4] - P[19][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[20] = SK_MZ[0]*(P[20][21] + P[20][0]*SH_MAG[1] - P[20][1]*SH_MAG[2] + P[20][3]*SH_MAG[0] + P[20][2]*SK_MZ[2] + P[20][18]*SK_MZ[1] + P[20][16]*SK_MZ[4] - P[20][17]*SK_MZ[3]); - Kfusion[21] = SK_MZ[0]*(P[21][21] + P[21][0]*SH_MAG[1] - P[21][1]*SH_MAG[2] + P[21][3]*SH_MAG[0] + P[21][2]*SK_MZ[2] + P[21][18]*SK_MZ[1] + P[21][16]*SK_MZ[4] - P[21][17]*SK_MZ[3]); + Kfusion[16] = SK_MZ[0]*(P(16,21) + P(16,0)*SH_MAG[1] - P(16,1)*SH_MAG[2] + P(16,3)*SH_MAG[0] + P(16,2)*SK_MZ[2] + P(16,18)*SK_MZ[1] + P(16,16)*SK_MZ[4] - P(16,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[17] = SK_MZ[0]*(P(17,21) + P(17,0)*SH_MAG[1] - P(17,1)*SH_MAG[2] + P(17,3)*SH_MAG[0] + P(17,2)*SK_MZ[2] + P(17,18)*SK_MZ[1] + P(17,16)*SK_MZ[4] - P(17,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[18] = SK_MZ[0]*(P(18,21) + P(18,0)*SH_MAG[1] - P(18,1)*SH_MAG[2] + P(18,3)*SH_MAG[0] + P(18,2)*SK_MZ[2] + P(18,18)*SK_MZ[1] + P(18,16)*SK_MZ[4] - P(18,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[19] = SK_MZ[0]*(P(19,21) + P(19,0)*SH_MAG[1] - P(19,1)*SH_MAG[2] + P(19,3)*SH_MAG[0] + P(19,2)*SK_MZ[2] + P(19,18)*SK_MZ[1] + P(19,16)*SK_MZ[4] - P(19,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[20] = SK_MZ[0]*(P(20,21) + P(20,0)*SH_MAG[1] - P(20,1)*SH_MAG[2] + P(20,3)*SH_MAG[0] + P(20,2)*SK_MZ[2] + P(20,18)*SK_MZ[1] + P(20,16)*SK_MZ[4] - P(20,17)*SK_MZ[3]); + Kfusion[21] = SK_MZ[0]*(P(21,21) + P(21,0)*SH_MAG[1] - P(21,1)*SH_MAG[2] + P(21,3)*SH_MAG[0] + P(21,2)*SK_MZ[2] + P(21,18)*SK_MZ[1] + P(21,16)*SK_MZ[4] - P(21,17)*SK_MZ[3]); } else { return; @@ -355,7 +355,7 @@ void Ekf::fuseMag() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[10]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -372,17 +372,17 @@ void Ekf::fuseMag() KH[9] = Kfusion[row] * H_MAG[21]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - tmp += KH[4] * P[16][column]; - tmp += KH[5] * P[17][column]; - tmp += KH[6] * P[18][column]; - tmp += KH[7] * P[19][column]; - tmp += KH[8] * P[20][column]; - tmp += KH[9] * P[21][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + tmp += KH[4] * P(16,column); + tmp += KH[5] * P(17,column); + tmp += KH[6] * P(18,column); + tmp += KH[7] * P(19,column); + tmp += KH[8] * P(20,column); + tmp += KH[9] * P(21,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -393,10 +393,9 @@ void Ekf::fuseMag() _fault_status.flags.bad_mag_z = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -419,7 +418,7 @@ void Ekf::fuseMag() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } @@ -676,7 +675,7 @@ void Ekf::fuseHeading() PH[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - PH[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + PH[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } _heading_innov_var += H_YAW[row] * PH[row]; @@ -708,7 +707,7 @@ void Ekf::fuseHeading() Kfusion[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - Kfusion[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + Kfusion[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } Kfusion[row] *= heading_innov_var_inv; @@ -719,7 +718,7 @@ void Ekf::fuseHeading() Kfusion[row] = 0.0f; for (uint8_t col = 0; col <= 3; col++) { - Kfusion[row] += P[row][col] * H_YAW[col]; + Kfusion[row] += P(row,col) * H_YAW[col]; } Kfusion[row] *= heading_innov_var_inv; @@ -755,7 +754,7 @@ void Ekf::fuseHeading() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[4]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -766,11 +765,11 @@ void Ekf::fuseHeading() KH[3] = Kfusion[row] * H_YAW[3]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -780,10 +779,9 @@ void Ekf::fuseHeading() _fault_status.flags.bad_hdg = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -799,7 +797,7 @@ void Ekf::fuseHeading() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } @@ -832,15 +830,15 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) if (t4 < h_field_min*h_field_min) { return; } - float t5 = P[16][16]*t2; - float t6 = P[17][17]*t3; + float t5 = P(16,16)*t2; + float t6 = P(17,17)*t3; float t7 = t2*t2; float t8 = R_DECL*t7; float t9 = t3*t3; float t10 = R_DECL*t9; float t11 = R_DECL*t2*t3*2.0f; - float t14 = P[16][17]*magE*magN; - float t15 = P[17][16]*magE*magN; + float t14 = P(16,17)*magE*magN; + float t15 = P(17,16)*magE*magN; float t12 = t5+t6+t8+t10+t11-t14-t15; float t13; if (fabsf(t12) > 1e-6f) { @@ -866,30 +864,30 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) // Calculate the Kalman gains float Kfusion[_k_num_states] = {}; - Kfusion[0] = -t4*t13*(P[0][16]*magE-P[0][17]*magN); - Kfusion[1] = -t4*t13*(P[1][16]*magE-P[1][17]*magN); - Kfusion[2] = -t4*t13*(P[2][16]*magE-P[2][17]*magN); - Kfusion[3] = -t4*t13*(P[3][16]*magE-P[3][17]*magN); - Kfusion[4] = -t4*t13*(P[4][16]*magE-P[4][17]*magN); - Kfusion[5] = -t4*t13*(P[5][16]*magE-P[5][17]*magN); - Kfusion[6] = -t4*t13*(P[6][16]*magE-P[6][17]*magN); - Kfusion[7] = -t4*t13*(P[7][16]*magE-P[7][17]*magN); - Kfusion[8] = -t4*t13*(P[8][16]*magE-P[8][17]*magN); - Kfusion[9] = -t4*t13*(P[9][16]*magE-P[9][17]*magN); - Kfusion[10] = -t4*t13*(P[10][16]*magE-P[10][17]*magN); - Kfusion[11] = -t4*t13*(P[11][16]*magE-P[11][17]*magN); - Kfusion[12] = -t4*t13*(P[12][16]*magE-P[12][17]*magN); - Kfusion[13] = -t4*t13*(P[13][16]*magE-P[13][17]*magN); - Kfusion[14] = -t4*t13*(P[14][16]*magE-P[14][17]*magN); - Kfusion[15] = -t4*t13*(P[15][16]*magE-P[15][17]*magN); - Kfusion[16] = -t4*t13*(P[16][16]*magE-P[16][17]*magN); - Kfusion[17] = -t4*t13*(P[17][16]*magE-P[17][17]*magN); - Kfusion[18] = -t4*t13*(P[18][16]*magE-P[18][17]*magN); - Kfusion[19] = -t4*t13*(P[19][16]*magE-P[19][17]*magN); - Kfusion[20] = -t4*t13*(P[20][16]*magE-P[20][17]*magN); - Kfusion[21] = -t4*t13*(P[21][16]*magE-P[21][17]*magN); - Kfusion[22] = -t4*t13*(P[22][16]*magE-P[22][17]*magN); - Kfusion[23] = -t4*t13*(P[23][16]*magE-P[23][17]*magN); + Kfusion[0] = -t4*t13*(P(0,16)*magE-P(0,17)*magN); + Kfusion[1] = -t4*t13*(P(1,16)*magE-P(1,17)*magN); + Kfusion[2] = -t4*t13*(P(2,16)*magE-P(2,17)*magN); + Kfusion[3] = -t4*t13*(P(3,16)*magE-P(3,17)*magN); + Kfusion[4] = -t4*t13*(P(4,16)*magE-P(4,17)*magN); + Kfusion[5] = -t4*t13*(P(5,16)*magE-P(5,17)*magN); + Kfusion[6] = -t4*t13*(P(6,16)*magE-P(6,17)*magN); + Kfusion[7] = -t4*t13*(P(7,16)*magE-P(7,17)*magN); + Kfusion[8] = -t4*t13*(P(8,16)*magE-P(8,17)*magN); + Kfusion[9] = -t4*t13*(P(9,16)*magE-P(9,17)*magN); + Kfusion[10] = -t4*t13*(P(10,16)*magE-P(10,17)*magN); + Kfusion[11] = -t4*t13*(P(11,16)*magE-P(11,17)*magN); + Kfusion[12] = -t4*t13*(P(12,16)*magE-P(12,17)*magN); + Kfusion[13] = -t4*t13*(P(13,16)*magE-P(13,17)*magN); + Kfusion[14] = -t4*t13*(P(14,16)*magE-P(14,17)*magN); + Kfusion[15] = -t4*t13*(P(15,16)*magE-P(15,17)*magN); + Kfusion[16] = -t4*t13*(P(16,16)*magE-P(16,17)*magN); + Kfusion[17] = -t4*t13*(P(17,16)*magE-P(17,17)*magN); + Kfusion[18] = -t4*t13*(P(18,16)*magE-P(18,17)*magN); + Kfusion[19] = -t4*t13*(P(19,16)*magE-P(19,17)*magN); + Kfusion[20] = -t4*t13*(P(20,16)*magE-P(20,17)*magN); + Kfusion[21] = -t4*t13*(P(21,16)*magE-P(21,17)*magN); + Kfusion[22] = -t4*t13*(P(22,16)*magE-P(22,17)*magN); + Kfusion[23] = -t4*t13*(P(23,16)*magE-P(23,17)*magN); // calculate innovation and constrain float innovation = atan2f(magE, magN) - getMagDeclination(); @@ -899,7 +897,7 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP // take advantage of the empty columns in KH to reduce the number of operations - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[2]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -907,9 +905,9 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) KH[1] = Kfusion[row] * H_DECL[17]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[16][column]; - tmp += KH[1] * P[17][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(16,column); + tmp += KH[1] * P(17,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -918,10 +916,9 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) bool healthy = true; _fault_status.flags.bad_mag_decl = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -937,7 +934,7 @@ void Ekf::fuseDeclination(float decl_sigma) // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/EKF/optflow_fusion.cpp b/EKF/optflow_fusion.cpp index 1edba91790..e287453a77 100644 --- a/EKF/optflow_fusion.cpp +++ b/EKF/optflow_fusion.cpp @@ -141,7 +141,7 @@ void Ekf::fuseOptFlow() float t8 = q0*q1*2.0f; float t9 = q2*q3*2.0f; float t10 = t8+t9; - float t12 = P[0][0]*t2*t5; + float t12 = P(0,0)*t2*t5; float t13 = q0*vd*2.0f; float t14 = q2*vn*2.0f; float t28 = q1*ve*2.0f; @@ -159,64 +159,64 @@ void Ekf::fuseOptFlow() float t25 = q2*q2; float t26 = q3*q3; float t27 = t23-t24+t25-t26; - float t31 = P[1][1]*t2*t15; - float t32 = P[6][0]*t2*t10; - float t33 = P[1][0]*t2*t15; - float t34 = P[2][0]*t2*t19; - float t35 = P[5][0]*t2*t27; - float t79 = P[4][0]*t2*t7; - float t80 = P[3][0]*t2*t22; + float t31 = P(1,1)*t2*t15; + float t32 = P(6,0)*t2*t10; + float t33 = P(1,0)*t2*t15; + float t34 = P(2,0)*t2*t19; + float t35 = P(5,0)*t2*t27; + float t79 = P(4,0)*t2*t7; + float t80 = P(3,0)*t2*t22; float t36 = t12+t32+t33+t34+t35-t79-t80; float t37 = t2*t5*t36; - float t38 = P[6][1]*t2*t10; - float t39 = P[0][1]*t2*t5; - float t40 = P[2][1]*t2*t19; - float t41 = P[5][1]*t2*t27; - float t81 = P[4][1]*t2*t7; - float t82 = P[3][1]*t2*t22; + float t38 = P(6,1)*t2*t10; + float t39 = P(0,1)*t2*t5; + float t40 = P(2,1)*t2*t19; + float t41 = P(5,1)*t2*t27; + float t81 = P(4,1)*t2*t7; + float t82 = P(3,1)*t2*t22; float t42 = t31+t38+t39+t40+t41-t81-t82; float t43 = t2*t15*t42; - float t44 = P[6][2]*t2*t10; - float t45 = P[0][2]*t2*t5; - float t46 = P[1][2]*t2*t15; - float t47 = P[2][2]*t2*t19; - float t48 = P[5][2]*t2*t27; - float t83 = P[4][2]*t2*t7; - float t84 = P[3][2]*t2*t22; + float t44 = P(6,2)*t2*t10; + float t45 = P(0,2)*t2*t5; + float t46 = P(1,2)*t2*t15; + float t47 = P(2,2)*t2*t19; + float t48 = P(5,2)*t2*t27; + float t83 = P(4,2)*t2*t7; + float t84 = P(3,2)*t2*t22; float t49 = t44+t45+t46+t47+t48-t83-t84; float t50 = t2*t19*t49; - float t51 = P[6][3]*t2*t10; - float t52 = P[0][3]*t2*t5; - float t53 = P[1][3]*t2*t15; - float t54 = P[2][3]*t2*t19; - 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float t92 = P[6][6]*t2*t10; - float t93 = P[2][6]*t2*t19; + float t71 = P(5,6)*t2*t8; + float t72 = P(0,6)*t2*t5; + float t73 = P(1,6)*t2*t16; + float t74 = P(3,6)*t2*t22; + float t75 = P(4,6)*t2*t27; + float t92 = P(6,6)*t2*t10; + float t93 = P(2,6)*t2*t19; float t76 = t71+t72+t73+t74+t75-t92-t93; float t85 = t2*t19*t49; float t94 = t2*t10*t76; @@ -378,30 +378,30 @@ void Ekf::fuseOptFlow() } // calculate Kalman gains for Y-axis observation - Kfusion[0][1] = -t78*(t12+P[0][5]*t2*t8-P[0][6]*t2*t10+P[0][1]*t2*t16-P[0][2]*t2*t19+P[0][3]*t2*t22+P[0][4]*t2*t27); - Kfusion[1][1] = -t78*(t31+P[1][0]*t2*t5+P[1][5]*t2*t8-P[1][6]*t2*t10-P[1][2]*t2*t19+P[1][3]*t2*t22+P[1][4]*t2*t27); - Kfusion[2][1] = -t78*(-t79+P[2][0]*t2*t5+P[2][5]*t2*t8-P[2][6]*t2*t10+P[2][1]*t2*t16+P[2][3]*t2*t22+P[2][4]*t2*t27); - Kfusion[3][1] = -t78*(t53+P[3][0]*t2*t5+P[3][5]*t2*t8-P[3][6]*t2*t10+P[3][1]*t2*t16-P[3][2]*t2*t19+P[3][4]*t2*t27); - Kfusion[4][1] = -t78*(t61+P[4][0]*t2*t5+P[4][5]*t2*t8-P[4][6]*t2*t10+P[4][1]*t2*t16-P[4][2]*t2*t19+P[4][3]*t2*t22); - Kfusion[5][1] = -t78*(t64+P[5][0]*t2*t5-P[5][6]*t2*t10+P[5][1]*t2*t16-P[5][2]*t2*t19+P[5][3]*t2*t22+P[5][4]*t2*t27); - Kfusion[6][1] = -t78*(-t92+P[6][0]*t2*t5+P[6][5]*t2*t8+P[6][1]*t2*t16-P[6][2]*t2*t19+P[6][3]*t2*t22+P[6][4]*t2*t27); - Kfusion[7][1] = -t78*(P[7][0]*t2*t5+P[7][5]*t2*t8-P[7][6]*t2*t10+P[7][1]*t2*t16-P[7][2]*t2*t19+P[7][3]*t2*t22+P[7][4]*t2*t27); - Kfusion[8][1] = -t78*(P[8][0]*t2*t5+P[8][5]*t2*t8-P[8][6]*t2*t10+P[8][1]*t2*t16-P[8][2]*t2*t19+P[8][3]*t2*t22+P[8][4]*t2*t27); - Kfusion[9][1] = -t78*(P[9][0]*t2*t5+P[9][5]*t2*t8-P[9][6]*t2*t10+P[9][1]*t2*t16-P[9][2]*t2*t19+P[9][3]*t2*t22+P[9][4]*t2*t27); - Kfusion[10][1] = -t78*(P[10][0]*t2*t5+P[10][5]*t2*t8-P[10][6]*t2*t10+P[10][1]*t2*t16-P[10][2]*t2*t19+P[10][3]*t2*t22+P[10][4]*t2*t27); - Kfusion[11][1] = -t78*(P[11][0]*t2*t5+P[11][5]*t2*t8-P[11][6]*t2*t10+P[11][1]*t2*t16-P[11][2]*t2*t19+P[11][3]*t2*t22+P[11][4]*t2*t27); - Kfusion[12][1] = -t78*(P[12][0]*t2*t5+P[12][5]*t2*t8-P[12][6]*t2*t10+P[12][1]*t2*t16-P[12][2]*t2*t19+P[12][3]*t2*t22+P[12][4]*t2*t27); - Kfusion[13][1] = -t78*(P[13][0]*t2*t5+P[13][5]*t2*t8-P[13][6]*t2*t10+P[13][1]*t2*t16-P[13][2]*t2*t19+P[13][3]*t2*t22+P[13][4]*t2*t27); - Kfusion[14][1] = -t78*(P[14][0]*t2*t5+P[14][5]*t2*t8-P[14][6]*t2*t10+P[14][1]*t2*t16-P[14][2]*t2*t19+P[14][3]*t2*t22+P[14][4]*t2*t27); - Kfusion[15][1] = -t78*(P[15][0]*t2*t5+P[15][5]*t2*t8-P[15][6]*t2*t10+P[15][1]*t2*t16-P[15][2]*t2*t19+P[15][3]*t2*t22+P[15][4]*t2*t27); - Kfusion[16][1] = -t78*(P[16][0]*t2*t5+P[16][5]*t2*t8-P[16][6]*t2*t10+P[16][1]*t2*t16-P[16][2]*t2*t19+P[16][3]*t2*t22+P[16][4]*t2*t27); - Kfusion[17][1] = -t78*(P[17][0]*t2*t5+P[17][5]*t2*t8-P[17][6]*t2*t10+P[17][1]*t2*t16-P[17][2]*t2*t19+P[17][3]*t2*t22+P[17][4]*t2*t27); - Kfusion[18][1] = -t78*(P[18][0]*t2*t5+P[18][5]*t2*t8-P[18][6]*t2*t10+P[18][1]*t2*t16-P[18][2]*t2*t19+P[18][3]*t2*t22+P[18][4]*t2*t27); - Kfusion[19][1] = -t78*(P[19][0]*t2*t5+P[19][5]*t2*t8-P[19][6]*t2*t10+P[19][1]*t2*t16-P[19][2]*t2*t19+P[19][3]*t2*t22+P[19][4]*t2*t27); - Kfusion[20][1] = -t78*(P[20][0]*t2*t5+P[20][5]*t2*t8-P[20][6]*t2*t10+P[20][1]*t2*t16-P[20][2]*t2*t19+P[20][3]*t2*t22+P[20][4]*t2*t27); - Kfusion[21][1] = -t78*(P[21][0]*t2*t5+P[21][5]*t2*t8-P[21][6]*t2*t10+P[21][1]*t2*t16-P[21][2]*t2*t19+P[21][3]*t2*t22+P[21][4]*t2*t27); - Kfusion[22][1] = -t78*(P[22][0]*t2*t5+P[22][5]*t2*t8-P[22][6]*t2*t10+P[22][1]*t2*t16-P[22][2]*t2*t19+P[22][3]*t2*t22+P[22][4]*t2*t27); - Kfusion[23][1] = -t78*(P[23][0]*t2*t5+P[23][5]*t2*t8-P[23][6]*t2*t10+P[23][1]*t2*t16-P[23][2]*t2*t19+P[23][3]*t2*t22+P[23][4]*t2*t27); + Kfusion[0][1] = -t78*(t12+P(0,5)*t2*t8-P(0,6)*t2*t10+P(0,1)*t2*t16-P(0,2)*t2*t19+P(0,3)*t2*t22+P(0,4)*t2*t27); + Kfusion[1][1] = -t78*(t31+P(1,0)*t2*t5+P(1,5)*t2*t8-P(1,6)*t2*t10-P(1,2)*t2*t19+P(1,3)*t2*t22+P(1,4)*t2*t27); + Kfusion[2][1] = -t78*(-t79+P(2,0)*t2*t5+P(2,5)*t2*t8-P(2,6)*t2*t10+P(2,1)*t2*t16+P(2,3)*t2*t22+P(2,4)*t2*t27); + Kfusion[3][1] = -t78*(t53+P(3,0)*t2*t5+P(3,5)*t2*t8-P(3,6)*t2*t10+P(3,1)*t2*t16-P(3,2)*t2*t19+P(3,4)*t2*t27); + Kfusion[4][1] = -t78*(t61+P(4,0)*t2*t5+P(4,5)*t2*t8-P(4,6)*t2*t10+P(4,1)*t2*t16-P(4,2)*t2*t19+P(4,3)*t2*t22); + Kfusion[5][1] = -t78*(t64+P(5,0)*t2*t5-P(5,6)*t2*t10+P(5,1)*t2*t16-P(5,2)*t2*t19+P(5,3)*t2*t22+P(5,4)*t2*t27); + Kfusion[6][1] = -t78*(-t92+P(6,0)*t2*t5+P(6,5)*t2*t8+P(6,1)*t2*t16-P(6,2)*t2*t19+P(6,3)*t2*t22+P(6,4)*t2*t27); + Kfusion[7][1] = -t78*(P(7,0)*t2*t5+P(7,5)*t2*t8-P(7,6)*t2*t10+P(7,1)*t2*t16-P(7,2)*t2*t19+P(7,3)*t2*t22+P(7,4)*t2*t27); + Kfusion[8][1] = -t78*(P(8,0)*t2*t5+P(8,5)*t2*t8-P(8,6)*t2*t10+P(8,1)*t2*t16-P(8,2)*t2*t19+P(8,3)*t2*t22+P(8,4)*t2*t27); + Kfusion[9][1] = -t78*(P(9,0)*t2*t5+P(9,5)*t2*t8-P(9,6)*t2*t10+P(9,1)*t2*t16-P(9,2)*t2*t19+P(9,3)*t2*t22+P(9,4)*t2*t27); + Kfusion[10][1] = -t78*(P(10,0)*t2*t5+P(10,5)*t2*t8-P(10,6)*t2*t10+P(10,1)*t2*t16-P(10,2)*t2*t19+P(10,3)*t2*t22+P(10,4)*t2*t27); + Kfusion[11][1] = -t78*(P(11,0)*t2*t5+P(11,5)*t2*t8-P(11,6)*t2*t10+P(11,1)*t2*t16-P(11,2)*t2*t19+P(11,3)*t2*t22+P(11,4)*t2*t27); + Kfusion[12][1] = -t78*(P(12,0)*t2*t5+P(12,5)*t2*t8-P(12,6)*t2*t10+P(12,1)*t2*t16-P(12,2)*t2*t19+P(12,3)*t2*t22+P(12,4)*t2*t27); + Kfusion[13][1] = -t78*(P(13,0)*t2*t5+P(13,5)*t2*t8-P(13,6)*t2*t10+P(13,1)*t2*t16-P(13,2)*t2*t19+P(13,3)*t2*t22+P(13,4)*t2*t27); + Kfusion[14][1] = -t78*(P(14,0)*t2*t5+P(14,5)*t2*t8-P(14,6)*t2*t10+P(14,1)*t2*t16-P(14,2)*t2*t19+P(14,3)*t2*t22+P(14,4)*t2*t27); + Kfusion[15][1] = -t78*(P(15,0)*t2*t5+P(15,5)*t2*t8-P(15,6)*t2*t10+P(15,1)*t2*t16-P(15,2)*t2*t19+P(15,3)*t2*t22+P(15,4)*t2*t27); + Kfusion[16][1] = -t78*(P(16,0)*t2*t5+P(16,5)*t2*t8-P(16,6)*t2*t10+P(16,1)*t2*t16-P(16,2)*t2*t19+P(16,3)*t2*t22+P(16,4)*t2*t27); + Kfusion[17][1] = -t78*(P(17,0)*t2*t5+P(17,5)*t2*t8-P(17,6)*t2*t10+P(17,1)*t2*t16-P(17,2)*t2*t19+P(17,3)*t2*t22+P(17,4)*t2*t27); + Kfusion[18][1] = -t78*(P(18,0)*t2*t5+P(18,5)*t2*t8-P(18,6)*t2*t10+P(18,1)*t2*t16-P(18,2)*t2*t19+P(18,3)*t2*t22+P(18,4)*t2*t27); + Kfusion[19][1] = -t78*(P(19,0)*t2*t5+P(19,5)*t2*t8-P(19,6)*t2*t10+P(19,1)*t2*t16-P(19,2)*t2*t19+P(19,3)*t2*t22+P(19,4)*t2*t27); + Kfusion[20][1] = -t78*(P(20,0)*t2*t5+P(20,5)*t2*t8-P(20,6)*t2*t10+P(20,1)*t2*t16-P(20,2)*t2*t19+P(20,3)*t2*t22+P(20,4)*t2*t27); + Kfusion[21][1] = -t78*(P(21,0)*t2*t5+P(21,5)*t2*t8-P(21,6)*t2*t10+P(21,1)*t2*t16-P(21,2)*t2*t19+P(21,3)*t2*t22+P(21,4)*t2*t27); + Kfusion[22][1] = -t78*(P(22,0)*t2*t5+P(22,5)*t2*t8-P(22,6)*t2*t10+P(22,1)*t2*t16-P(22,2)*t2*t19+P(22,3)*t2*t22+P(22,4)*t2*t27); + Kfusion[23][1] = -t78*(P(23,0)*t2*t5+P(23,5)*t2*t8-P(23,6)*t2*t10+P(23,1)*t2*t16-P(23,2)*t2*t19+P(23,3)*t2*t22+P(23,4)*t2*t27); } } @@ -442,7 +442,7 @@ void Ekf::fuseOptFlow() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[7]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -456,14 +456,14 @@ void Ekf::fuseOptFlow() KH[6] = gain[row] * H_LOS[obs_index][6]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - tmp += KH[4] * P[4][column]; - tmp += KH[5] * P[5][column]; - tmp += KH[6] * P[6][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + tmp += KH[4] * P(4,column); + tmp += KH[5] * P(5,column); + tmp += KH[6] * P(6,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -474,10 +474,9 @@ void Ekf::fuseOptFlow() _fault_status.flags.bad_optflow_Y = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -497,7 +496,7 @@ void Ekf::fuseOptFlow() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/EKF/sideslip_fusion.cpp b/EKF/sideslip_fusion.cpp index d173bbe4cd..9ced9292aa 100644 --- a/EKF/sideslip_fusion.cpp +++ b/EKF/sideslip_fusion.cpp @@ -120,7 +120,7 @@ void Ekf::fuseSideslip() bool update_wind_only = !_is_wind_dead_reckoning; // intermediate variables - note SK_BETA[0] is 1/(innovation variance) - _beta_innov_var = (R_BETA - (SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7])*(P[22][4]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][4]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][4]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][4]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][4]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7])*(P[22][22]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][22]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][22]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][22]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - 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P[16][3]*SK_BETA[7] + P[16][22]*SK_BETA[1] - P[16][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[17] = SK_BETA[0]*(P[17][0]*SK_BETA[5] + P[17][1]*SK_BETA[4] - P[17][4]*SK_BETA[1] + P[17][5]*SK_BETA[2] + P[17][2]*SK_BETA[6] + P[17][6]*SK_BETA[3] - P[17][3]*SK_BETA[7] + P[17][22]*SK_BETA[1] - P[17][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[18] = SK_BETA[0]*(P[18][0]*SK_BETA[5] + P[18][1]*SK_BETA[4] - P[18][4]*SK_BETA[1] + P[18][5]*SK_BETA[2] + P[18][2]*SK_BETA[6] + P[18][6]*SK_BETA[3] - P[18][3]*SK_BETA[7] + P[18][22]*SK_BETA[1] - P[18][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[19] = SK_BETA[0]*(P[19][0]*SK_BETA[5] + P[19][1]*SK_BETA[4] - P[19][4]*SK_BETA[1] + P[19][5]*SK_BETA[2] + P[19][2]*SK_BETA[6] + P[19][6]*SK_BETA[3] - P[19][3]*SK_BETA[7] + P[19][22]*SK_BETA[1] - P[19][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[20] = SK_BETA[0]*(P[20][0]*SK_BETA[5] + P[20][1]*SK_BETA[4] - P[20][4]*SK_BETA[1] + P[20][5]*SK_BETA[2] + P[20][2]*SK_BETA[6] + P[20][6]*SK_BETA[3] - P[20][3]*SK_BETA[7] + P[20][22]*SK_BETA[1] - P[20][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[21] = SK_BETA[0]*(P[21][0]*SK_BETA[5] + P[21][1]*SK_BETA[4] - P[21][4]*SK_BETA[1] + P[21][5]*SK_BETA[2] + P[21][2]*SK_BETA[6] + P[21][6]*SK_BETA[3] - P[21][3]*SK_BETA[7] + P[21][22]*SK_BETA[1] - P[21][23]*SK_BETA[2]); + Kfusion[16] = SK_BETA[0]*(P(16,0)*SK_BETA[5] + P(16,1)*SK_BETA[4] - P(16,4)*SK_BETA[1] + P(16,5)*SK_BETA[2] + P(16,2)*SK_BETA[6] + P(16,6)*SK_BETA[3] - P(16,3)*SK_BETA[7] + P(16,22)*SK_BETA[1] - P(16,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[17] = SK_BETA[0]*(P(17,0)*SK_BETA[5] + P(17,1)*SK_BETA[4] - P(17,4)*SK_BETA[1] + P(17,5)*SK_BETA[2] + P(17,2)*SK_BETA[6] + P(17,6)*SK_BETA[3] - P(17,3)*SK_BETA[7] + P(17,22)*SK_BETA[1] - P(17,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[18] = SK_BETA[0]*(P(18,0)*SK_BETA[5] + P(18,1)*SK_BETA[4] - P(18,4)*SK_BETA[1] + P(18,5)*SK_BETA[2] + P(18,2)*SK_BETA[6] + P(18,6)*SK_BETA[3] - P(18,3)*SK_BETA[7] + P(18,22)*SK_BETA[1] - P(18,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[19] = SK_BETA[0]*(P(19,0)*SK_BETA[5] + P(19,1)*SK_BETA[4] - P(19,4)*SK_BETA[1] + P(19,5)*SK_BETA[2] + P(19,2)*SK_BETA[6] + P(19,6)*SK_BETA[3] - P(19,3)*SK_BETA[7] + P(19,22)*SK_BETA[1] - P(19,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[20] = SK_BETA[0]*(P(20,0)*SK_BETA[5] + P(20,1)*SK_BETA[4] - P(20,4)*SK_BETA[1] + P(20,5)*SK_BETA[2] + P(20,2)*SK_BETA[6] + P(20,6)*SK_BETA[3] - P(20,3)*SK_BETA[7] + P(20,22)*SK_BETA[1] - P(20,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[21] = SK_BETA[0]*(P(21,0)*SK_BETA[5] + P(21,1)*SK_BETA[4] - P(21,4)*SK_BETA[1] + P(21,5)*SK_BETA[2] + P(21,2)*SK_BETA[6] + P(21,6)*SK_BETA[3] - P(21,3)*SK_BETA[7] + P(21,22)*SK_BETA[1] - P(21,23)*SK_BETA[2]); } else { for (int i = 16; i <= 21; i++) { @@ -194,8 +194,8 @@ void Ekf::fuseSideslip() } } - Kfusion[22] = SK_BETA[0]*(P[22][0]*SK_BETA[5] + P[22][1]*SK_BETA[4] - P[22][4]*SK_BETA[1] + P[22][5]*SK_BETA[2] + P[22][2]*SK_BETA[6] + P[22][6]*SK_BETA[3] - P[22][3]*SK_BETA[7] + P[22][22]*SK_BETA[1] - P[22][23]*SK_BETA[2]); - Kfusion[23] = SK_BETA[0]*(P[23][0]*SK_BETA[5] + P[23][1]*SK_BETA[4] - P[23][4]*SK_BETA[1] + P[23][5]*SK_BETA[2] + P[23][2]*SK_BETA[6] + P[23][6]*SK_BETA[3] - P[23][3]*SK_BETA[7] + P[23][22]*SK_BETA[1] - P[23][23]*SK_BETA[2]); + Kfusion[22] = SK_BETA[0]*(P(22,0)*SK_BETA[5] + P(22,1)*SK_BETA[4] - P(22,4)*SK_BETA[1] + P(22,5)*SK_BETA[2] + P(22,2)*SK_BETA[6] + P(22,6)*SK_BETA[3] - P(22,3)*SK_BETA[7] + P(22,22)*SK_BETA[1] - P(22,23)*SK_BETA[2]); + Kfusion[23] = SK_BETA[0]*(P(23,0)*SK_BETA[5] + P(23,1)*SK_BETA[4] - P(23,4)*SK_BETA[1] + P(23,5)*SK_BETA[2] + P(23,2)*SK_BETA[6] + P(23,6)*SK_BETA[3] - P(23,3)*SK_BETA[7] + P(23,22)*SK_BETA[1] - P(23,23)*SK_BETA[2]); // Calculate predicted sideslip angle and innovation using small angle approximation _beta_innov = rel_wind(1) / rel_wind(0); @@ -218,7 +218,7 @@ void Ekf::fuseSideslip() // apply covariance correction via P_new = (I -K*H)*P // first calculate expression for KHP // then calculate P - KHP - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; float KH[9]; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { @@ -233,16 +233,16 @@ void Ekf::fuseSideslip() KH[8] = Kfusion[row] * H_BETA[23]; for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - float tmp = KH[0] * P[0][column]; - tmp += KH[1] * P[1][column]; - tmp += KH[2] * P[2][column]; - tmp += KH[3] * P[3][column]; - tmp += KH[4] * P[4][column]; - tmp += KH[5] * P[5][column]; - tmp += KH[6] * P[6][column]; - tmp += KH[7] * P[22][column]; - tmp += KH[8] * P[23][column]; - KHP[row][column] = tmp; + float tmp = KH[0] * P(0,column); + tmp += KH[1] * P(1,column); + tmp += KH[2] * P(2,column); + tmp += KH[3] * P(3,column); + tmp += KH[4] * P(4,column); + tmp += KH[5] * P(5,column); + tmp += KH[6] * P(6,column); + tmp += KH[7] * P(22,column); + tmp += KH[8] * P(23,column); + KHP(row,column) = tmp; } } @@ -252,10 +252,9 @@ void Ekf::fuseSideslip() _fault_status.flags.bad_sideslip = false; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); //flag as unhealthy healthy = false; @@ -270,7 +269,7 @@ void Ekf::fuseSideslip() // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/EKF/terrain_estimator.cpp b/EKF/terrain_estimator.cpp index f26e73117d..061ccaa1d7 100644 --- a/EKF/terrain_estimator.cpp +++ b/EKF/terrain_estimator.cpp @@ -144,7 +144,7 @@ void Ekf::fuseHagl() _hagl_innov = pred_hagl - meas_hagl; // calculate the observation variance adding the variance of the vehicles own height uncertainty - float obs_variance = fmaxf(P[9][9] * _params.vehicle_variance_scaler, 0.0f) + float obs_variance = fmaxf(P(9,9) * _params.vehicle_variance_scaler, 0.0f) + sq(_params.range_noise) + sq(_params.range_noise_scaler * _range_sample_delayed.rng); diff --git a/EKF/vel_pos_fusion.cpp b/EKF/vel_pos_fusion.cpp index 01f6ae669d..4e06447b49 100644 --- a/EKF/vel_pos_fusion.cpp +++ b/EKF/vel_pos_fusion.cpp @@ -49,8 +49,8 @@ bool Ekf::fuseHorizontalVelocity(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_gate, const Vector3f &obs_var, Vector3f &innov_var, Vector2f &test_ratio) { - innov_var(0) = P[4][4] + obs_var(0); - innov_var(1) = P[5][5] + obs_var(1); + innov_var(0) = P(4,4) + obs_var(0); + innov_var(1) = P(5,5) + obs_var(1); test_ratio(0) = fmaxf( sq(innov(0)) / (sq(innov_gate(0)) * innov_var(0)), sq(innov(1)) / (sq(innov_gate(0)) * innov_var(1))); @@ -73,7 +73,7 @@ bool Ekf::fuseHorizontalVelocity(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_ga bool Ekf::fuseVerticalVelocity(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_gate, const Vector3f &obs_var, Vector3f &innov_var, Vector2f &test_ratio) { - innov_var(2) = P[6][6] + obs_var(2); + innov_var(2) = P(6,6) + obs_var(2); test_ratio(1) = sq(innov(2)) / (sq(innov_gate(1)) * innov_var(2)); bool innov_check_pass = (test_ratio(1) <= 1.0f); @@ -93,8 +93,8 @@ bool Ekf::fuseVerticalVelocity(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_gate bool Ekf::fuseHorizontalPosition(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_gate, const Vector3f &obs_var, Vector3f &innov_var, Vector2f &test_ratio) { - innov_var(0) = P[7][7] + obs_var(0); - innov_var(1) = P[8][8] + obs_var(1); + innov_var(0) = P(7,7) + obs_var(0); + innov_var(1) = P(8,8) + obs_var(1); test_ratio(0) = fmaxf( sq(innov(0)) / (sq(innov_gate(0)) * innov_var(0)), sq(innov(1)) / (sq(innov_gate(0)) * innov_var(1))); @@ -121,7 +121,7 @@ bool Ekf::fuseHorizontalPosition(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_ga bool Ekf::fuseVerticalPosition(const Vector3f &innov, const Vector2f &innov_gate, const Vector3f &obs_var, Vector3f &innov_var, Vector2f &test_ratio) { - innov_var(2) = P[9][9] + obs_var(2); + innov_var(2) = P(9,9) + obs_var(2); test_ratio(1) = sq(innov(2)) / (sq(innov_gate(1)) * innov_var(2)); bool innov_check_pass = (test_ratio(1) <= 1.0f) || !_control_status.flags.tilt_align; @@ -146,14 +146,14 @@ void Ekf::fuseVelPosHeight(const float innov, const float innov_var, const int o // calculate kalman gain K = PHS, where S = 1/innovation variance for (int row = 0; row < _k_num_states; row++) { - Kfusion[row] = P[row][state_index] / innov_var; + Kfusion[row] = P(row,state_index) / innov_var; } - float KHP[_k_num_states][_k_num_states]; + matrix::SquareMatrix KHP {}; for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - KHP[row][column] = Kfusion[row] * P[state_index][column]; + KHP(row,column) = Kfusion[row] * P(state_index,column); } } @@ -162,10 +162,9 @@ void Ekf::fuseVelPosHeight(const float innov, const float innov_var, const int o bool healthy = true; for (int i = 0; i < _k_num_states; i++) { - if (P[i][i] < KHP[i][i]) { + if (P(i,i) < KHP(i,i)) { // zero rows and columns - zeroRows(P, i, i); - zeroCols(P, i, i); + P.uncorrelateCovarianceSetVariance<1>(i, 0.0f); healthy = false; @@ -182,7 +181,7 @@ void Ekf::fuseVelPosHeight(const float innov, const float innov_var, const int o // apply the covariance corrections for (unsigned row = 0; row < _k_num_states; row++) { for (unsigned column = 0; column < _k_num_states; column++) { - P[row][column] = P[row][column] - KHP[row][column]; + P(row,column) = P(row,column) - KHP(row,column); } } diff --git a/README.md b/README.md index bd4b66d66c..3efd487edf 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -22,9 +22,9 @@ The library is BSD 3-clause licensed. By following the steps mentioned below you can create a shared library which can be included in projects using `-l` flag of gcc: ``` -mkdir Build/ -cd Build/ -cmake ../EKF +mkdir build/ +cd build/ +cmake .. make ``` @@ -33,3 +33,9 @@ Alternatively, just run: ``` ./build.sh ``` +## Testing ECL +By following the steps you can run the in `test/` specified checks + +``` +make test // run from main folder +```