APM/PX4/betaflight/inav开源飞控之IMU方向

APM/PX4/betaflight/inav开源飞控之IMU方向

1. 源由

飞控硬件厂商在设计飞控的时候,在开发、测试阶段已经将IMU方向配置在硬件定义文件中了。

目前,相对来说,国内比较主流的飞控代码可以分为两大类:

  • 航模:betaflight/inav
  • 无人机:APM/PX4

两者坐标系有差别,尤其在硬件配置文件中定义的角度,更是出现非常离奇的情况。这里做一个整体应用级别的分析,希望能够帮助后续定位底层差异。

2. 坐标系

2.1 APM/PX4:机体坐标 + 右手系规则

在这里插入图片描述

2.2 betaflight/inav:xEast-yNorth-zUp + yaw反向 + 右手系规则

在这里插入图片描述

3. 转向定义

3.1 APM/PX4

enum Rotation : uint8_t {
    ROTATION_NONE                = 0,
    ROTATION_YAW_45              = 1,
    ROTATION_YAW_90              = 2,
    ROTATION_YAW_135             = 3,
    ROTATION_YAW_180             = 4,
    ROTATION_YAW_225             = 5,
    ROTATION_YAW_270             = 6,
    ROTATION_YAW_315             = 7,
    ROTATION_ROLL_180            = 8,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_45     = 9,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_90     = 10,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_135    = 11,
    ROTATION_PITCH_180           = 12,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_225    = 13,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_270    = 14,
    ROTATION_ROLL_180_YAW_315    = 15,
    ROTATION_ROLL_90             = 16,
    ROTATION_ROLL_90_YAW_45      = 17,
    ROTATION_ROLL_90_YAW_90      = 18,
    ROTATION_ROLL_90_YAW_135     = 19,
    ROTATION_ROLL_270            = 20,
    ROTATION_ROLL_270_YAW_45     = 21,
    ROTATION_ROLL_270_YAW_90     = 22,
    ROTATION_ROLL_270_YAW_135    = 23,
    ROTATION_PITCH_90            = 24,
    ROTATION_PITCH_270           = 25,
    ROTATION_PITCH_180_YAW_90    = 26, // same as ROTATION_ROLL_180_YAW_270
    ROTATION_PITCH_180_YAW_270   = 27, // same as ROTATION_ROLL_180_YAW_90
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_90    = 28,
    ROTATION_ROLL_180_PITCH_90   = 29,
    ROTATION_ROLL_270_PITCH_90   = 30,
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_180   = 31,
    ROTATION_ROLL_270_PITCH_180  = 32,
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_270   = 33,
    ROTATION_ROLL_180_PITCH_270  = 34,
    ROTATION_ROLL_270_PITCH_270  = 35,
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_180_YAW_90 = 36,
    ROTATION_ROLL_90_YAW_270     = 37,
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_68_YAW_293 = 38, // this is actually, roll 90, pitch 68.8, yaw 293.3
    ROTATION_PITCH_315           = 39,
    ROTATION_ROLL_90_PITCH_315   = 40,
    ROTATION_PITCH_7             = 41,
    ROTATION_ROLL_45             = 42,
    ROTATION_ROLL_315            = 43,
    ///
    // Do not add more rotations without checking that there is not a conflict
    // with the MAVLink spec. MAV_SENSOR_ORIENTATION is expected to match our
    // list of rotations here. If a new rotation is added it needs to be added
    // to the MAVLink messages as well.
    ///
    ROTATION_MAX,
    ROTATION_CUSTOM_OLD          = 100,
    ROTATION_CUSTOM_1            = 101,
    ROTATION_CUSTOM_2            = 102,
    ROTATION_CUSTOM_END,
};

3.2 betaflight/inav

typedef enum {
    ALIGN_DEFAULT = 0, // driver-provided alignment

    // the order of these 8 values also correlate to corresponding code in ALIGNMENT_TO_BITMASK.

                            // R, P, Y
    CW0_DEG = 1,            // 00,00,00
    CW90_DEG = 2,           // 00,00,01
    CW180_DEG = 3,          // 00,00,10
    CW270_DEG = 4,          // 00,00,11
    CW0_DEG_FLIP = 5,       // 00,10,00 // _FLIP = 2x90 degree PITCH rotations
    CW90_DEG_FLIP = 6,      // 00,10,01
    CW180_DEG_FLIP = 7,     // 00,10,10
    CW270_DEG_FLIP = 8,     // 00,10,11

    ALIGN_CUSTOM = 9,    // arbitrary sensor angles, e.g. for external sensors
} sensor_align_e;

4. 实例

注:始终采用Y轴方向朝前进行变换。相关映射,后续会补充,其主要原因,会随着底层分析深入,给出答案!

4.1 I C M 42688 P ICM42688P ICM42688P

正常旋转获得结果,XYZ轴重叠。

  • APM/PX4:ROTATION_ROLL_180_YAW_90
  • betaflight/inav:CW90_DEG

在这里插入图片描述

4.2 M P U 600 0 ∗ MPU6000^* MPU6000

非正常旋转,Y变成X、X变成Y、Z反向,需要驱动底层代码配合,以保持物理方向与应用的一致性。

  • APM/PX4:ROTATION_NONE
  • betaflight/inav:CW90_DEG

在这里插入图片描述

5. 参考资料

【1】BetaFlight深入传感设计之九:传感坐标系/机体坐标系/导航坐标系/经纬度坐标系
【2】BetaFlight深入传感设计之八:坐标系
【3】BetaFlight深入传感设计之五:MahonyAHRS & 方向余弦矩阵理论
【4】PX4-Flight Controller/Sensor Orientation
【5】betaflight-Flight-Controller-Orientation
【6】GeoGebra - 数学教学软件

6. 补充资料-常见bf-apm映射

# betaflight sensor alignment is a mysterious art
# some of these might be right but you should always check
alignment = {
    "CW0" : "ROTATION_YAW_270",
    "CW90" : "ROTATION_NONE",
    "CW180" : "ROTATION_YAW_90",
    "CW270" : "ROTATION_YAW_180",
    "CW0FLIP" : "ROTATION_ROLL_180_YAW_270",
    "CW90FLIP" : "ROTATION_ROLL_180",
    "CW180FLIP" : "ROTATION_ROLL_180_YAW_90",
    "CW270FLIP" : "ROTATION_PITCH_180",
    "DEFAULT" : "ROTATION_NONE",
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/154049.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

把jar包打到本地仓库然后上传到私服

1.首先把需要打成maven的包放到本地 2.然后本地配置maven的环境变量 没有配置的话可以看看下面这个,教程很详细 Windows系统配置maven环境_windows配置maven环境变量-CSDN博客 3.WinR cmd 输入如下的指令: mvn install:install-file -Dfile.\device…

unity shaderGraph实例-扫描效果

文章目录 效果展示整体结构各区域内容区域1区域2区域3区域4区域5区域6GraphSetttings注意事项使用方法 效果展示 整体结构 各区域内容 区域1 用场景深度减去顶点的View空间的视野深度(Z值),这里Z值需要乘-1是因为从相机看到的物体顶点的视野…

Kontakt Factory Library 2(Kontakt原厂音色库2)

Kontakt Factory Library 2是一款由Native Instruments开发的音乐采样库。它是Kontakt采样器软件的官方库之一,提供了丰富的音色和音乐资源,可用于制作各种类型的音乐。 Kontakt Factory Library 2包含了数千个高质量的乐器采样,涵盖了各种乐…

不会英语能学编程吗?0基础学编程什么软件好?

不会英语能学编程吗?0基础学编程什么软件好? 给大家分享一款中文编程工具,零基础轻松学编程,不需英语基础,编程工具可下载。 这款工具不但可以连接部分硬件,而且可以开发大型的软件,象如图这个…

【数据分享】1961—2022年全国范围的逐日降水栅格数据

降水数据是我们在各项研究中最常用的气象指标之一!之前我们给大家分享过来源于国家青藏高原科学数据中心发布的1901-2022年1km分辨率逐月降水栅格数据以及1901-2022年1km分辨率逐年降水栅格数据(均可戳我跳转)!很多小伙伴拿到数据…

OpenCV基础应用(4)— 如何改变图像的透明度

前言:Hello大家好,我是小哥谈。本节课就手把手教你如何改变图像的透明度,希望大家学习之后能够有所收获~!🌈 目录 🚀1.技术介绍 🚀2.实现代码 🚀1.技术介绍 改变图像透明度的实…

Linux C 线程间同步机制

线程间同步机制 概述保护机制互斥锁创建互斥锁  pthread_mutex_init加锁  pthread_mutex_lock解锁  pthread_mutex_unlock删除锁  pthread_mutex_destroy 条件变量创建条件变量  pthread_cond_init激活条件变量  pthread_cond_signal等待条件变量  pthread_cond_…

媒体行业的3D建模:在影视中创造特效纹理

在线工具推荐: 三维数字孪生场景工具 - GLTF/GLB在线编辑器 - Three.js AI自动纹理化开发 - YOLO 虚幻合成数据生成器 - 3D模型在线转换 - 3D模型预览图生成服务 在本文中,我们将探讨 3D 建模在媒体行业中的作用,特别是它在影视特效创作…

某60工业互联网安全测试技术学习记录

系列文章目录 文章目录 系列文章目录前言工业互联网安全测试技术安全工具分类常用安全工具介绍 主机安全测试5.1 主机安全测试概览5.2 通用主机安全测试技术主机信息扫描 5.3 Linux主机安全测试5.4 Android 安全测试5.5 Windows主机安全测试5.6 UNIX 主机安全测试 工业渗透测试…

COS对象存储

一. 什么是对象存储 腾讯云叫COS,在阿里云叫OSS,是一样的对象存储(Cloud Object Storage,COS)是腾讯云提供的一种存储海量文件的分布式存储服务,具有高扩展性、低成本、可靠安全等优点。通过控制台、API、…

【深度学习】吴恩达课程笔记(五)——超参数调试、batch norm、Softmax 回归

笔记为自我总结整理的学习笔记,若有错误欢迎指出哟~ 【吴恩达课程笔记专栏】 【深度学习】吴恩达课程笔记(一)——深度学习概论、神经网络基础 【深度学习】吴恩达课程笔记(二)——浅层神经网络、深层神经网络 【深度学习】吴恩达课程笔记(三)——参数VS超参数、深度…

开源短剧付费变现小程序源码系统+在线开通会员+在线充值 带完整的搭建教程

说起微短剧,相信大家都不会陌生。相比传统网剧冗长的剧情,微短剧最大的看点,是时长短、高浓缩,顺应了当下用户娱乐时间碎片化趋势。其故事题材多为赘婿、霸道总裁、穿越、重生等看似夸张、无厘头,但却非常“上头”的虚…

PyTorch:GPU的使用

在深度学习领域,神经网络模型训练所需的计算量巨大,这就对计算资源提出了高要求。为了处理这一问题,图形处理器(GPU)被引入到深度学习中,其并行计算能力可以极大加速神经网络的训练过程。PyTorch作为一款出…

什么是脏读、不可重复读、幻读讲解

数据库隔离级别是数据库管理系统中一个重要的概念,它定义了事务之间的可见性和影响。在多用户并发访问数据库时,隔离级别能够确保事务之间的相互独立性,避免数据不一致的问题。本文将深入探讨三种常见的并发问题:脏读、不可重复读…

Java8Stream快速使用

将List集合存入流中 List<String> list new ArrayList<>();list.add("张一");list.add("张二");list.add("张三");list.add("李四");list.add("赵五");list.add("张六");list.add("王八"…

Android---Gradle 构建问题解析

想必做 Android App 开发的对 Gradle 都不太陌生。因为有 Android Studio 的帮助&#xff0c;Android 工程师使用 Gradle 的门槛不算太高&#xff0c;基本的配置都大同小异。只要在 Android Studio 默认生成的 build.gradle 中稍加修改&#xff0c;就都能满足项目要求。但是&am…

为什么红帽Linux值得学习?红帽Linux是什么

为什么红帽Linux值得学习 物联网、云计算、大数据&#xff0c;或许你都耳熟能详&#xff0c;但是Linux可能你却感觉到有点陌生。这些未来趋势的行业使用的嵌入式、c、JAVA、PHP等底层应用软件都是在Linux操作系统上Linux运维工程师作为移动互联网的关键支撑岗位&#xff0c;缺口…

朝夕光年「红砖」搭建平台架构设计和应用落地

在游戏产品的生命周期中&#xff0c;游戏运营需要实现各类营销活动&#xff0c;通过 Native 和 H5 页面&#xff0c;投放到游戏端内和各种社交媒体&#xff0c;实现“拉新&#xff0c;促活&#xff0c;回流&#xff0c;付费”等核心目标。然而&#xff0c;一个游戏一生可能需要…

企业工商四要素核验API的实现原理和功能介绍

引言 随着社会经济的不断发展&#xff0c;对企业信息的准确性和可信度要求也越来越高。为了有效防范企业信息不实和欺诈行为&#xff0c;企业工商四要素核验API应运而生。该API可以通过传入企业名称、社会统一信用代码、法人名称、法人身份证等信息&#xff0c;快速进行核验&a…

JVM虚拟机-虚拟机执行子系统-第6章 字节码指令

字节码指令 Java虚拟机的指令由一个字节长度的、代表着某种特定操作含义的数字&#xff08;称为操作码&#xff0c;Opcode&#xff09;以及跟随其后的零至多个代表此操作所需的参数&#xff08;称为操作数&#xff0c;Operand&#xff09;构成。 字节码与数据类型 在Java虚拟…