fly316/PX4-Autopilot
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EKF: Set covariances to zero for un-used states

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Paul Riseborough
2016-02-16 11:08:30 +11:00
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EKF/covariance.cpp
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@@ -520,6 +520,16 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[13][15] = P[13][15]; nextP[13][15] = P[13][15];
nextP[14][15] = P[14][15]; nextP[14][15] = P[14][15];
nextP[15][15] = P[15][15]; nextP[15][15] = P[15][15];
// Don't do covariance prediction on magnetic field states unless we are using 3-axis fusion
if (_control_status.flags.mag_3D) {
// Check if we have just transitioned into 3-axis fusion and set the state variances
if (!_control_status_prev.flags.mag_3D) {
for (uint8_t index = 16; index <= 21; index++) {
P[index][index] = sq(fmaxf(_params.mag_noise, 0.001f));
}
}
nextP[0][16] = P[0][16] * SPP[5] - P[1][16] * SPP[4] + P[2][16] * SPP[7] + P[9][16] * SPP[22] + P[12][16] * SPP[18]; nextP[0][16] = P[0][16] * SPP[5] - P[1][16] * SPP[4] + P[2][16] * SPP[7] + P[9][16] * SPP[22] + P[12][16] * SPP[18];
nextP[1][16] = P[1][16] * SPP[6] - P[0][16] * SPP[2] - P[2][16] * SPP[8] + P[10][16] * SPP[22] + P[13][16] * SPP[17]; nextP[1][16] = P[1][16] * SPP[6] - P[0][16] * SPP[2] - P[2][16] * SPP[8] + P[10][16] * SPP[22] + P[13][16] * SPP[17];
nextP[2][16] = P[0][16] * SPP[14] - P[1][16] * SPP[3] + P[2][16] * SPP[13] + P[11][16] * SPP[22] + P[14][16] * SPP[16]; nextP[2][16] = P[0][16] * SPP[14] - P[1][16] * SPP[3] + P[2][16] * SPP[13] + P[11][16] * SPP[22] + P[14][16] * SPP[16];
@@ -537,6 +547,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[14][16] = P[14][16]; nextP[14][16] = P[14][16];
nextP[15][16] = P[15][16]; nextP[15][16] = P[15][16];
nextP[16][16] = P[16][16]; nextP[16][16] = P[16][16];
nextP[0][17] = P[0][17] * SPP[5] - P[1][17] * SPP[4] + P[2][17] * SPP[7] + P[9][17] * SPP[22] + P[12][17] * SPP[18]; nextP[0][17] = P[0][17] * SPP[5] - P[1][17] * SPP[4] + P[2][17] * SPP[7] + P[9][17] * SPP[22] + P[12][17] * SPP[18];
nextP[1][17] = P[1][17] * SPP[6] - P[0][17] * SPP[2] - P[2][17] * SPP[8] + P[10][17] * SPP[22] + P[13][17] * SPP[17]; nextP[1][17] = P[1][17] * SPP[6] - P[0][17] * SPP[2] - P[2][17] * SPP[8] + P[10][17] * SPP[22] + P[13][17] * SPP[17];
nextP[2][17] = P[0][17] * SPP[14] - P[1][17] * SPP[3] + P[2][17] * SPP[13] + P[11][17] * SPP[22] + P[14][17] * SPP[16]; nextP[2][17] = P[0][17] * SPP[14] - P[1][17] * SPP[3] + P[2][17] * SPP[13] + P[11][17] * SPP[22] + P[14][17] * SPP[16];
@@ -555,6 +566,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[15][17] = P[15][17]; nextP[15][17] = P[15][17];
nextP[16][17] = P[16][17]; nextP[16][17] = P[16][17];
nextP[17][17] = P[17][17]; nextP[17][17] = P[17][17];
nextP[0][18] = P[0][18] * SPP[5] - P[1][18] * SPP[4] + P[2][18] * SPP[7] + P[9][18] * SPP[22] + P[12][18] * SPP[18]; nextP[0][18] = P[0][18] * SPP[5] - P[1][18] * SPP[4] + P[2][18] * SPP[7] + P[9][18] * SPP[22] + P[12][18] * SPP[18];
nextP[1][18] = P[1][18] * SPP[6] - P[0][18] * SPP[2] - P[2][18] * SPP[8] + P[10][18] * SPP[22] + P[13][18] * SPP[17]; nextP[1][18] = P[1][18] * SPP[6] - P[0][18] * SPP[2] - P[2][18] * SPP[8] + P[10][18] * SPP[22] + P[13][18] * SPP[17];
nextP[2][18] = P[0][18] * SPP[14] - P[1][18] * SPP[3] + P[2][18] * SPP[13] + P[11][18] * SPP[22] + P[14][18] * SPP[16]; nextP[2][18] = P[0][18] * SPP[14] - P[1][18] * SPP[3] + P[2][18] * SPP[13] + P[11][18] * SPP[22] + P[14][18] * SPP[16];
@@ -574,6 +586,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[16][18] = P[16][18]; nextP[16][18] = P[16][18];
nextP[17][18] = P[17][18]; nextP[17][18] = P[17][18];
nextP[18][18] = P[18][18]; nextP[18][18] = P[18][18];
nextP[0][19] = P[0][19] * SPP[5] - P[1][19] * SPP[4] + P[2][19] * SPP[7] + P[9][19] * SPP[22] + P[12][19] * SPP[18]; nextP[0][19] = P[0][19] * SPP[5] - P[1][19] * SPP[4] + P[2][19] * SPP[7] + P[9][19] * SPP[22] + P[12][19] * SPP[18];
nextP[1][19] = P[1][19] * SPP[6] - P[0][19] * SPP[2] - P[2][19] * SPP[8] + P[10][19] * SPP[22] + P[13][19] * SPP[17]; nextP[1][19] = P[1][19] * SPP[6] - P[0][19] * SPP[2] - P[2][19] * SPP[8] + P[10][19] * SPP[22] + P[13][19] * SPP[17];
nextP[2][19] = P[0][19] * SPP[14] - P[1][19] * SPP[3] + P[2][19] * SPP[13] + P[11][19] * SPP[22] + P[14][19] * SPP[16]; nextP[2][19] = P[0][19] * SPP[14] - P[1][19] * SPP[3] + P[2][19] * SPP[13] + P[11][19] * SPP[22] + P[14][19] * SPP[16];
@@ -594,6 +607,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[17][19] = P[17][19]; nextP[17][19] = P[17][19];
nextP[18][19] = P[18][19]; nextP[18][19] = P[18][19];
nextP[19][19] = P[19][19]; nextP[19][19] = P[19][19];
nextP[0][20] = P[0][20] * SPP[5] - P[1][20] * SPP[4] + P[2][20] * SPP[7] + P[9][20] * SPP[22] + P[12][20] * SPP[18]; nextP[0][20] = P[0][20] * SPP[5] - P[1][20] * SPP[4] + P[2][20] * SPP[7] + P[9][20] * SPP[22] + P[12][20] * SPP[18];
nextP[1][20] = P[1][20] * SPP[6] - P[0][20] * SPP[2] - P[2][20] * SPP[8] + P[10][20] * SPP[22] + P[13][20] * SPP[17]; nextP[1][20] = P[1][20] * SPP[6] - P[0][20] * SPP[2] - P[2][20] * SPP[8] + P[10][20] * SPP[22] + P[13][20] * SPP[17];
nextP[2][20] = P[0][20] * SPP[14] - P[1][20] * SPP[3] + P[2][20] * SPP[13] + P[11][20] * SPP[22] + P[14][20] * SPP[16]; nextP[2][20] = P[0][20] * SPP[14] - P[1][20] * SPP[3] + P[2][20] * SPP[13] + P[11][20] * SPP[22] + P[14][20] * SPP[16];
@@ -615,6 +629,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[18][20] = P[18][20]; nextP[18][20] = P[18][20];
nextP[19][20] = P[19][20]; nextP[19][20] = P[19][20];
nextP[20][20] = P[20][20]; nextP[20][20] = P[20][20];
nextP[0][21] = P[0][21] * SPP[5] - P[1][21] * SPP[4] + P[2][21] * SPP[7] + P[9][21] * SPP[22] + P[12][21] * SPP[18]; nextP[0][21] = P[0][21] * SPP[5] - P[1][21] * SPP[4] + P[2][21] * SPP[7] + P[9][21] * SPP[22] + P[12][21] * SPP[18];
nextP[1][21] = P[1][21] * SPP[6] - P[0][21] * SPP[2] - P[2][21] * SPP[8] + P[10][21] * SPP[22] + P[13][21] * SPP[17]; nextP[1][21] = P[1][21] * SPP[6] - P[0][21] * SPP[2] - P[2][21] * SPP[8] + P[10][21] * SPP[22] + P[13][21] * SPP[17];
nextP[2][21] = P[0][21] * SPP[14] - P[1][21] * SPP[3] + P[2][21] * SPP[13] + P[11][21] * SPP[22] + P[14][21] * SPP[16]; nextP[2][21] = P[0][21] * SPP[14] - P[1][21] * SPP[3] + P[2][21] * SPP[13] + P[11][21] * SPP[22] + P[14][21] * SPP[16];
@@ -637,6 +652,18 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[19][21] = P[19][21]; nextP[19][21] = P[19][21];
nextP[20][21] = P[20][21]; nextP[20][21] = P[20][21];
nextP[21][21] = P[21][21]; nextP[21][21] = P[21][21];
}
// Don't do covariance prediction on wind states unless we are using them
if (_control_status.flags.wind) {
// Check if we have jsut transitioned to using wind states and set the variances accordingly
if (!_control_status_prev.flags.mag_3D) {
for (uint8_t index = 22; index <= 23; index++) {
// TODO initialise wind states using ground speed and airspeed and set initial variance using sum of ground speed and airspeed variances
P[index][index] = sq(5.0f);
}
}
nextP[0][22] = P[0][22] * SPP[5] - P[1][22] * SPP[4] + P[2][22] * SPP[7] + P[9][22] * SPP[22] + P[12][22] * SPP[18]; nextP[0][22] = P[0][22] * SPP[5] - P[1][22] * SPP[4] + P[2][22] * SPP[7] + P[9][22] * SPP[22] + P[12][22] * SPP[18];
nextP[1][22] = P[1][22] * SPP[6] - P[0][22] * SPP[2] - P[2][22] * SPP[8] + P[10][22] * SPP[22] + P[13][22] * SPP[17]; nextP[1][22] = P[1][22] * SPP[6] - P[0][22] * SPP[2] - P[2][22] * SPP[8] + P[10][22] * SPP[22] + P[13][22] * SPP[17];
nextP[2][22] = P[0][22] * SPP[14] - P[1][22] * SPP[3] + P[2][22] * SPP[13] + P[11][22] * SPP[22] + P[14][22] * SPP[16]; nextP[2][22] = P[0][22] * SPP[14] - P[1][22] * SPP[3] + P[2][22] * SPP[13] + P[11][22] * SPP[22] + P[14][22] * SPP[16];
@@ -660,6 +687,7 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[20][22] = P[20][22]; nextP[20][22] = P[20][22];
nextP[21][22] = P[21][22]; nextP[21][22] = P[21][22];
nextP[22][22] = P[22][22]; nextP[22][22] = P[22][22];
nextP[0][23] = P[0][23] * SPP[5] - P[1][23] * SPP[4] + P[2][23] * SPP[7] + P[9][23] * SPP[22] + P[12][23] * SPP[18]; nextP[0][23] = P[0][23] * SPP[5] - P[1][23] * SPP[4] + P[2][23] * SPP[7] + P[9][23] * SPP[22] + P[12][23] * SPP[18];
nextP[1][23] = P[1][23] * SPP[6] - P[0][23] * SPP[2] - P[2][23] * SPP[8] + P[10][23] * SPP[22] + P[13][23] * SPP[17]; nextP[1][23] = P[1][23] * SPP[6] - P[0][23] * SPP[2] - P[2][23] * SPP[8] + P[10][23] * SPP[22] + P[13][23] * SPP[17];
nextP[2][23] = P[0][23] * SPP[14] - P[1][23] * SPP[3] + P[2][23] * SPP[13] + P[11][23] * SPP[22] + P[14][23] * SPP[16]; nextP[2][23] = P[0][23] * SPP[14] - P[1][23] * SPP[3] + P[2][23] * SPP[13] + P[11][23] * SPP[22] + P[14][23] * SPP[16];
@@ -685,6 +713,8 @@ void Ekf::predictCovariance()
nextP[22][23] = P[22][23]; nextP[22][23] = P[22][23];
nextP[23][23] = P[23][23]; nextP[23][23] = P[23][23];
}
// add process noise // add process noise
for (unsigned i = 0; i < _k_num_states; i++) { for (unsigned i = 0; i < _k_num_states; i++) {
nextP[i][i] += process_noise[i]; nextP[i][i] += process_noise[i];