PX4源码分析8_PX4的sensor校准

一.综述:

sensor的校准过程分为两部分,首先需要先通过地面站进行校准设置,然后通过校准数据的更新来获取最新的校准数据。

1.校准数据的设置:

commander(地面站)经过计算之后通过param_set()来设置校准数据,路径为src/modules/commander下的各个calibration文件,上电后rcS脚本执行sensors start之后会执行commder start来启动commander.cpp,commander.cpp进而调用各个calibration文件,进而进行校准设置。

2.校准数据的获取:

在sensors.cpp中的task_main()循环中还有一个poll函数是parameter_update_poll(),这个poll函数获取了各个sensor的offset和scale来供各个sensor驱动中measure校准时使用,它使用param_get()来获得。

二.陀螺仪的校准:

1.do_gyro_calibration():

commander.cpp中commander_main()中执行do_gyro_calibration()。

2.初始化:

gyro_calibration.cpp中do_gyro_calibration()初始化gyro_scale_zero中各个offset赋值为0,各个scale赋值为1,并将gyro_scale_zero各个值通过param_set()赋值给对应参数值。

3.gyro_calibration_worker():

gyro_calibration.cpp中do_gyro_calibration()执行gyro_calibration_worker()。

4.校准:

gyro_calibration.cpp中gyro_calibration_worker()中:
(1)循环执行5000次。
(2)每次循环执行px4_poll()进行延时处理。
(3)每次循环均依次对各个gyro进行如下校准。
(3)orb_check()检查更新。
(4)orb_copy()接受数据赋值相应坐标轴offset,将校准变量gyro_scale[s]加等gyro测量值gyro_report。
(5)相应坐标轴offset分别除以校准计数值5000。

5.赋值:

gyro_calibration.cpp中执行param_set_no_notification()将gyro_scale[s]相应坐标轴的offset赋值给对应参数值。

三.加速度计的校准:

1.do_accel_calibration():

commander.cpp中commander_main()中执行do_accel_calibration()。

2.初始化:

accelerometer_calibration.cpp中do_accel_calibration()初始化accel_scale中各个offset赋值为0,各个scale赋值为1,并将accel_scale各个值通过param_set()赋值给对应参数值。

3.校准:

accelerometer_calibration.cpp中do_accel_calibration()执行do_accel_calibration_measurements。
(1)执行calibrate_from_orientation()进行六个方向测量accel的offset值并赋值accel_ref[max_accel_sens][detect_orientation_side_count][3]中:
 [1] 根据方向的转换,循环六次。
 [2] 每次循环执行accel_calibration_worker()。
 [3] accel_calibration_worker()执行read_accelerometer_avg()。
 [4] read_accelerometer_avg函数中:
   a:循环执行750次。
   b:每次循环执行px4_poll()进行延时处理。
   c:并对各个accel进行如下校准。
   d:orb_check()检查更新。
   e:orb_copy()接受数据赋值相应坐标轴offset,将校准变量accel_sum[s]加等accel测量值arp。
   f:相应坐标轴offset分别除以校准计数值750赋值给accel_ref。
(2)执行calculate_calibration_values(),根据accel_ref计算偏移offsets和转移矩阵transform matrix,分别赋值accel_offs和accel_T。

4.计算offset:

根据accel_offs和accel_T值结合board_rotation_t计算accel_scale[s]相应坐标轴的offset。

5.赋值:

accelerometer_calibration.cpp中执行param_set_no_notification()将accel_scale[s]相应坐标轴的offset赋值给对应参数值。

四.地磁的校准:

1.do_mag_calibration():

commander.cpp中commander_main()中执行do_mag_calibration()。

2.校准:

mag_calibration.cpp的do_mag_calibration()中
(1)初始化mscale_null中各个offset赋值为0,各个scale赋值为1。
(2)执行mag_calibrate_all(mavlink_log_pub)同时对所有mag校准。
(3)所有测量点x,y,z轴数据初始化。
(4)订阅mag消息。
(5)限制点数据测量间隔时间。
(6)进行mag点数据进行采集,执行calibrate_from_orientation,赋值worker_data。
 [1] 对六个面分别进行检测,检测过程如下:
 [2] 执行calibration_worker指针函数,即mag_calibration_worker函数:
   a:旋转检测:任意方向旋转即可,仅需要大致相交的两个轴,通过对陀螺数据积分检测是否旋转。
   b:对该面进行采集calibration_points_perside个mag数据存储至worker_data.x,worker_data.y,worker_data.z中。
(7)球体拟合最小二乘mag数据,调用sphere_fit_least_squares()得到mag偏移sphere_x,sphere_y,sphere_z,sphere_radius。
(8)sphere_x,sphere_y,sphere_z分别赋值mscale.x_offset,mscale.y_offset,mscale.z_offset。
(9)通过mscale.x_offset,mscale.y_offset,mscale.z_offset对偏移参数赋值。

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