fly316/PX4-Autopilot
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EKF: don't allow sideslip fusion to affect non-airspeed states if not deae-reckoning

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Paul Riseborough
2016-10-27 12:14:47 +11:00
committed by Lorenz Meier
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EKF/sideslip_fusion.cpp
+38 -31
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@@ -137,38 +137,45 @@ void Ekf::fuseSideslip()
// Calculate Kalman gains
Kfusion[0] = SK_BETA[0]*(P[0][0]*SK_BETA[5] + P[0][1]*SK_BETA[4] - P[0][4]*SK_BETA[1] + P[0][5]*SK_BETA[2] + P[0][2]*SK_BETA[6] + P[0][6]*SK_BETA[3] - P[0][3]*SK_BETA[7] + P[0][22]*SK_BETA[1] - P[0][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[1] = SK_BETA[0]*(P[1][0]*SK_BETA[5] + P[1][1]*SK_BETA[4] - P[1][4]*SK_BETA[1] + P[1][5]*SK_BETA[2] + P[1][2]*SK_BETA[6] + P[1][6]*SK_BETA[3] - P[1][3]*SK_BETA[7] + P[1][22]*SK_BETA[1] - P[1][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[2] = SK_BETA[0]*(P[2][0]*SK_BETA[5] + P[2][1]*SK_BETA[4] - P[2][4]*SK_BETA[1] + P[2][5]*SK_BETA[2] + P[2][2]*SK_BETA[6] + P[2][6]*SK_BETA[3] - P[2][3]*SK_BETA[7] + P[2][22]*SK_BETA[1] - P[2][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[3] = SK_BETA[0]*(P[3][0]*SK_BETA[5] + P[3][1]*SK_BETA[4] - P[3][4]*SK_BETA[1] + P[3][5]*SK_BETA[2] + P[3][2]*SK_BETA[6] + P[3][6]*SK_BETA[3] - P[3][3]*SK_BETA[7] + P[3][22]*SK_BETA[1] - P[3][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[4] = SK_BETA[0]*(P[4][0]*SK_BETA[5] + P[4][1]*SK_BETA[4] - P[4][4]*SK_BETA[1] + P[4][5]*SK_BETA[2] + P[4][2]*SK_BETA[6] + P[4][6]*SK_BETA[3] - P[4][3]*SK_BETA[7] + P[4][22]*SK_BETA[1] - P[4][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[5] = SK_BETA[0]*(P[5][0]*SK_BETA[5] + P[5][1]*SK_BETA[4] - P[5][4]*SK_BETA[1] + P[5][5]*SK_BETA[2] + P[5][2]*SK_BETA[6] + P[5][6]*SK_BETA[3] - P[5][3]*SK_BETA[7] + P[5][22]*SK_BETA[1] - P[5][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[6] = SK_BETA[0]*(P[6][0]*SK_BETA[5] + P[6][1]*SK_BETA[4] - P[6][4]*SK_BETA[1] + P[6][5]*SK_BETA[2] + P[6][2]*SK_BETA[6] + P[6][6]*SK_BETA[3] - P[6][3]*SK_BETA[7] + P[6][22]*SK_BETA[1] - P[6][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[7] = SK_BETA[0]*(P[7][0]*SK_BETA[5] + P[7][1]*SK_BETA[4] - P[7][4]*SK_BETA[1] + P[7][5]*SK_BETA[2] + P[7][2]*SK_BETA[6] + P[7][6]*SK_BETA[3] - P[7][3]*SK_BETA[7] + P[7][22]*SK_BETA[1] - P[7][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[8] = SK_BETA[0]*(P[8][0]*SK_BETA[5] + P[8][1]*SK_BETA[4] - P[8][4]*SK_BETA[1] + P[8][5]*SK_BETA[2] + P[8][2]*SK_BETA[6] + P[8][6]*SK_BETA[3] - P[8][3]*SK_BETA[7] + P[8][22]*SK_BETA[1] - P[8][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[9] = SK_BETA[0]*(P[9][0]*SK_BETA[5] + P[9][1]*SK_BETA[4] - P[9][4]*SK_BETA[1] + P[9][5]*SK_BETA[2] + P[9][2]*SK_BETA[6] + P[9][6]*SK_BETA[3] - P[9][3]*SK_BETA[7] + P[9][22]*SK_BETA[1] - P[9][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[10] = SK_BETA[0]*(P[10][0]*SK_BETA[5] + P[10][1]*SK_BETA[4] - P[10][4]*SK_BETA[1] + P[10][5]*SK_BETA[2] + P[10][2]*SK_BETA[6] + P[10][6]*SK_BETA[3] - P[10][3]*SK_BETA[7] + P[10][22]*SK_BETA[1] - P[10][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[11] = SK_BETA[0]*(P[11][0]*SK_BETA[5] + P[11][1]*SK_BETA[4] - P[11][4]*SK_BETA[1] + P[11][5]*SK_BETA[2] + P[11][2]*SK_BETA[6] + P[11][6]*SK_BETA[3] - P[11][3]*SK_BETA[7] + P[11][22]*SK_BETA[1] - P[11][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[12] = SK_BETA[0]*(P[12][0]*SK_BETA[5] + P[12][1]*SK_BETA[4] - P[12][4]*SK_BETA[1] + P[12][5]*SK_BETA[2] + P[12][2]*SK_BETA[6] + P[12][6]*SK_BETA[3] - P[12][3]*SK_BETA[7] + P[12][22]*SK_BETA[1] - P[12][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[13] = SK_BETA[0]*(P[13][0]*SK_BETA[5] + P[13][1]*SK_BETA[4] - P[13][4]*SK_BETA[1] + P[13][5]*SK_BETA[2] + P[13][2]*SK_BETA[6] + P[13][6]*SK_BETA[3] - P[13][3]*SK_BETA[7] + P[13][22]*SK_BETA[1] - P[13][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[14] = SK_BETA[0]*(P[14][0]*SK_BETA[5] + P[14][1]*SK_BETA[4] - P[14][4]*SK_BETA[1] + P[14][5]*SK_BETA[2] + P[14][2]*SK_BETA[6] + P[14][6]*SK_BETA[3] - P[14][3]*SK_BETA[7] + P[14][22]*SK_BETA[1] - P[14][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[15] = SK_BETA[0]*(P[15][0]*SK_BETA[5] + P[15][1]*SK_BETA[4] - P[15][4]*SK_BETA[1] + P[15][5]*SK_BETA[2] + P[15][2]*SK_BETA[6] + P[15][6]*SK_BETA[3] - P[15][3]*SK_BETA[7] + P[15][22]*SK_BETA[1] - P[15][23]*SK_BETA[2]);
if (((_time_last_imu - _time_last_gps) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_ext_vision) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_optflow) < 1e6)) {
// If we are getting aiding from other sources, then don't allow the sideslip fusion to affect the non-windspeed states
for (unsigned row = 0; row <= 21; row++) {
Kfusion[row] = 0.0f;
}
} else {
Kfusion[0] = SK_BETA[0]*(P[0][0]*SK_BETA[5] + P[0][1]*SK_BETA[4] - P[0][4]*SK_BETA[1] + P[0][5]*SK_BETA[2] + P[0][2]*SK_BETA[6] + P[0][6]*SK_BETA[3] - P[0][3]*SK_BETA[7] + P[0][22]*SK_BETA[1] - P[0][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[1] = SK_BETA[0]*(P[1][0]*SK_BETA[5] + P[1][1]*SK_BETA[4] - P[1][4]*SK_BETA[1] + P[1][5]*SK_BETA[2] + P[1][2]*SK_BETA[6] + P[1][6]*SK_BETA[3] - P[1][3]*SK_BETA[7] + P[1][22]*SK_BETA[1] - P[1][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[2] = SK_BETA[0]*(P[2][0]*SK_BETA[5] + P[2][1]*SK_BETA[4] - P[2][4]*SK_BETA[1] + P[2][5]*SK_BETA[2] + P[2][2]*SK_BETA[6] + P[2][6]*SK_BETA[3] - P[2][3]*SK_BETA[7] + P[2][22]*SK_BETA[1] - P[2][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[3] = SK_BETA[0]*(P[3][0]*SK_BETA[5] + P[3][1]*SK_BETA[4] - P[3][4]*SK_BETA[1] + P[3][5]*SK_BETA[2] + P[3][2]*SK_BETA[6] + P[3][6]*SK_BETA[3] - P[3][3]*SK_BETA[7] + P[3][22]*SK_BETA[1] - P[3][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[4] = SK_BETA[0]*(P[4][0]*SK_BETA[5] + P[4][1]*SK_BETA[4] - P[4][4]*SK_BETA[1] + P[4][5]*SK_BETA[2] + P[4][2]*SK_BETA[6] + P[4][6]*SK_BETA[3] - P[4][3]*SK_BETA[7] + P[4][22]*SK_BETA[1] - P[4][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[5] = SK_BETA[0]*(P[5][0]*SK_BETA[5] + P[5][1]*SK_BETA[4] - P[5][4]*SK_BETA[1] + P[5][5]*SK_BETA[2] + P[5][2]*SK_BETA[6] + P[5][6]*SK_BETA[3] - P[5][3]*SK_BETA[7] + P[5][22]*SK_BETA[1] - P[5][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[6] = SK_BETA[0]*(P[6][0]*SK_BETA[5] + P[6][1]*SK_BETA[4] - P[6][4]*SK_BETA[1] + P[6][5]*SK_BETA[2] + P[6][2]*SK_BETA[6] + P[6][6]*SK_BETA[3] - P[6][3]*SK_BETA[7] + P[6][22]*SK_BETA[1] - P[6][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[7] = SK_BETA[0]*(P[7][0]*SK_BETA[5] + P[7][1]*SK_BETA[4] - P[7][4]*SK_BETA[1] + P[7][5]*SK_BETA[2] + P[7][2]*SK_BETA[6] + P[7][6]*SK_BETA[3] - P[7][3]*SK_BETA[7] + P[7][22]*SK_BETA[1] - P[7][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[8] = SK_BETA[0]*(P[8][0]*SK_BETA[5] + P[8][1]*SK_BETA[4] - P[8][4]*SK_BETA[1] + P[8][5]*SK_BETA[2] + P[8][2]*SK_BETA[6] + P[8][6]*SK_BETA[3] - P[8][3]*SK_BETA[7] + P[8][22]*SK_BETA[1] - P[8][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[9] = SK_BETA[0]*(P[9][0]*SK_BETA[5] + P[9][1]*SK_BETA[4] - P[9][4]*SK_BETA[1] + P[9][5]*SK_BETA[2] + P[9][2]*SK_BETA[6] + P[9][6]*SK_BETA[3] - P[9][3]*SK_BETA[7] + P[9][22]*SK_BETA[1] - P[9][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[10] = SK_BETA[0]*(P[10][0]*SK_BETA[5] + P[10][1]*SK_BETA[4] - P[10][4]*SK_BETA[1] + P[10][5]*SK_BETA[2] + P[10][2]*SK_BETA[6] + P[10][6]*SK_BETA[3] - P[10][3]*SK_BETA[7] + P[10][22]*SK_BETA[1] - P[10][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[11] = SK_BETA[0]*(P[11][0]*SK_BETA[5] + P[11][1]*SK_BETA[4] - P[11][4]*SK_BETA[1] + P[11][5]*SK_BETA[2] + P[11][2]*SK_BETA[6] + P[11][6]*SK_BETA[3] - P[11][3]*SK_BETA[7] + P[11][22]*SK_BETA[1] - P[11][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[12] = SK_BETA[0]*(P[12][0]*SK_BETA[5] + P[12][1]*SK_BETA[4] - P[12][4]*SK_BETA[1] + P[12][5]*SK_BETA[2] + P[12][2]*SK_BETA[6] + P[12][6]*SK_BETA[3] - P[12][3]*SK_BETA[7] + P[12][22]*SK_BETA[1] - P[12][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[13] = SK_BETA[0]*(P[13][0]*SK_BETA[5] + P[13][1]*SK_BETA[4] - P[13][4]*SK_BETA[1] + P[13][5]*SK_BETA[2] + P[13][2]*SK_BETA[6] + P[13][6]*SK_BETA[3] - P[13][3]*SK_BETA[7] + P[13][22]*SK_BETA[1] - P[13][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[14] = SK_BETA[0]*(P[14][0]*SK_BETA[5] + P[14][1]*SK_BETA[4] - P[14][4]*SK_BETA[1] + P[14][5]*SK_BETA[2] + P[14][2]*SK_BETA[6] + P[14][6]*SK_BETA[3] - P[14][3]*SK_BETA[7] + P[14][22]*SK_BETA[1] - P[14][23]*SK_BETA[2]);
Kfusion[15] = SK_BETA[0]*(P[15][0]*SK_BETA[5] + P[15][1]*SK_BETA[4] - P[15][4]*SK_BETA[1] + P[15][5]*SK_BETA[2] + P[15][2]*SK_BETA[6] + P[15][6]*SK_BETA[3] - P[15][3]*SK_BETA[7] + P[15][22]*SK_BETA[1] - P[15][23]*SK_BETA[2]);
// Only update the magnetometer states if we are airborne and using 3D mag fusion
if (_control_status.flags.mag_3D && _control_status.flags.in_air) {
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++) {
Kfusion[i] = 0.0f;
}
}
}
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]);
// Only update the magnetometer states if we are airborne and using 3D mag fusion
if (_control_status.flags.mag_3D && _control_status.flags.in_air) {
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++) {
Kfusion[i] = 0.0f;
}
}
// Calculate predicted sideslip angle and innovation using small angle approximation
_beta_innov = rel_wind(1) / rel_wind(0);
@@ -242,4 +249,4 @@ void Ekf::fuseSideslip()
}
}
}
}