imu: dos2unix
authorOlivier Matz <zer0@droids-corp.org>
Thu, 18 Sep 2014 17:44:53 +0000 (19:44 +0200)
committerOlivier Matz <zer0@droids-corp.org>
Thu, 18 Sep 2014 17:44:53 +0000 (19:44 +0200)
imuboard/MadgwickAHRS.c
imuboard/MadgwickAHRS.h

index 7043a7a..c6dfaee 100644 (file)
-/*\r
- * Copyright (c) 2014, Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>\r
- * Copyright (c) 2011-2012, SOH Madgwick\r
- *\r
- *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify\r
- *  it under the terms of the GNU General Public License as published by\r
- *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or\r
- *  (at your option) any later version.\r
- *\r
- *  This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
- *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
- *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
- *  GNU General Public License for more details.\r
- *\r
- *  You should have received a copy of the GNU General Public License\r
- *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.\r
- *\r
- */\r
-\r
-//============================================================================\r
-// MadgwickAHRS.c\r
-//============================================================================\r
-//\r
-// Implementation of Madgwick's IMU and AHRS algorithms.\r
-// See: http://www.x-io.co.uk/node/8#open_source_ahrs_and_imu_algorithms\r
-//\r
-// Date                        Author          Notes\r
-// 29/09/2011  SOH Madgwick    Initial release\r
-// 02/10/2011  SOH Madgwick    Optimised for reduced CPU load\r
-// 19/02/2012  SOH Madgwick    Magnetometer measurement is normalised\r
-//\r
-//============================================================================\r
-\r
-#include "MadgwickAHRS.h"\r
-#include <math.h>\r
-\r
-//#define sampleFreq   512.0f          // sample frequency in Hz\r
-//#define sampleFreq   46.0f           // sample frequency in Hz\r
-#define sampleFreq     85.0f           // sample frequency in Hz\r
-#define betaDef                0.1f            // 2 * proportional gain\r
-\r
-static float invSqrt(float x)\r
-{\r
-       return 1.0f / sqrtf(x);\r
-}\r
-\r
-/* AHRS algorithm update */\r
-void MadgwickAHRSupdate(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat)\r
-{\r
-       float recipNorm;\r
-       float s0, s1, s2, s3;\r
-       float qDot1, qDot2, qDot3, qDot4;\r
-       float hx, hy;\r
-       float _2q0mx, _2q0my, _2q0mz, _2q1mx, _2bx, _2bz, _4bx, _4bz;\r
-       float _2q0, _2q1, _2q2, _2q3, _2q0q2, _2q2q3, q0q0, q0q1, q0q2, q0q3;\r
-       float q1q1, q1q2, q1q3, q2q2, q2q3, q3q3;\r
-       float mx, my, mz, ax, ay, az, gx, gy, gz;\r
-       float q0, q1, q2, q3;\r
-\r
-       /* Use IMU algorithm if magnetometer measurement invalid (avoids NaN in\r
-        * magnetometer normalisation) */\r
-       if ((imu->mx == 0.0f) && (imu->my == 0.0f) && (imu->mz == 0.0f)) {\r
-               MadgwickAHRSupdateIMU(imu, quat);\r
-               return;\r
-       }\r
-\r
-       /* use local variables, it's more readable */\r
-       q0 = quat->q0; q1 = quat->q1; q2 = quat->q2; q3 = quat->q3;\r
-       gx = imu->gx; gy = imu->gy; gz = imu->gz;\r
-       ax = imu->ax; ay = imu->ay; az = imu->az;\r
-       mx = imu->mx; my = imu->my; mz = imu->mz;\r
-\r
-       /* Rate of change of quaternion from gyroscope */\r
-       qDot1 = 0.5f * (-q1 * gx - q2 * gy - q3 * gz);\r
-       qDot2 = 0.5f * (q0 * gx + q2 * gz - q3 * gy);\r
-       qDot3 = 0.5f * (q0 * gy - q1 * gz + q3 * gx);\r
-       qDot4 = 0.5f * (q0 * gz + q1 * gy - q2 * gx);\r
-\r
-       /* Compute feedback only if accelerometer measurement valid (avoids NaN\r
-        * in accelerometer normalisation) */\r
-       if (!((ax == 0.0f) && (ay == 0.0f) && (az == 0.0f))) {\r
-\r
-               /* Normalise accelerometer measurement */\r
-               recipNorm = invSqrt(ax * ax + ay * ay +\r
-                       az * az);\r
-               ax *= recipNorm;\r
-               ay *= recipNorm;\r
-               az *= recipNorm;\r
-\r
-               /* Normalise magnetometer measurement */\r
-               recipNorm = invSqrt(mx * mx + my * my +\r
-                       mz * mz);\r
-               mx *= recipNorm;\r
-               my *= recipNorm;\r
-               mz *= recipNorm;\r
-\r
-               /* Auxiliary variables to avoid repeated arithmetic */\r
-               _2q0mx = 2.0f * q0 * mx;\r
-               _2q0my = 2.0f * q0 * my;\r
-               _2q0mz = 2.0f * q0 * mz;\r
-               _2q1mx = 2.0f * q1 * mx;\r
-               _2q0 = 2.0f * q0;\r
-               _2q1 = 2.0f * q1;\r
-               _2q2 = 2.0f * q2;\r
-               _2q3 = 2.0f * q3;\r
-               _2q0q2 = 2.0f * q0 * q2;\r
-               _2q2q3 = 2.0f * q2 * q3;\r
-               q0q0 = q0 * q0;\r
-               q0q1 = q0 * q1;\r
-               q0q2 = q0 * q2;\r
-               q0q3 = q0 * q3;\r
-               q1q1 = q1 * q1;\r
-               q1q2 = q1 * q2;\r
-               q1q3 = q1 * q3;\r
-               q2q2 = q2 * q2;\r
-               q2q3 = q2 * q3;\r
-               q3q3 = q3 * q3;\r
-\r
-               /* Reference direction of Earth's magnetic field */\r
-               hx = mx * q0q0 - _2q0my * q3 + _2q0mz * q2 + mx * q1q1 + _2q1 * my * q2 + _2q1 * mz * q3 - mx * q2q2 - mx * q3q3;\r
-               hy = _2q0mx * q3 + my * q0q0 - _2q0mz * q1 + _2q1mx * q2 - my * q1q1 + my * q2q2 + _2q2 * mz * q3 - my * q3q3;\r
-               _2bx = sqrt(hx * hx + hy * hy);\r
-               _2bz = -_2q0mx * q2 + _2q0my * q1 + mz * q0q0 + _2q1mx * q3 - mz * q1q1 + _2q2 * my * q3 - mz * q2q2 + mz * q3q3;\r
-               _4bx = 2.0f * _2bx;\r
-               _4bz = 2.0f * _2bz;\r
-\r
-               /* Gradient decent algorithm corrective step */\r
-               s0 = -_2q2 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q1 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - _2bz * q2 * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (-_2bx * q3 + _2bz * q1) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + _2bx * q2 * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);\r
-               s1 = _2q3 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q0 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - 4.0f * q1 * (1 - 2.0f * q1q1 - 2.0f * q2q2 - az) + _2bz * q3 * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (_2bx * q2 + _2bz * q0) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + (_2bx * q3 - _4bz * q1) * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);\r
-               s2 = -_2q0 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q3 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - 4.0f * q2 * (1 - 2.0f * q1q1 - 2.0f * q2q2 - az) + (-_4bx * q2 - _2bz * q0) * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (_2bx * q1 + _2bz * q3) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + (_2bx * q0 - _4bz * q2) * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);\r
-               s3 = _2q1 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q2 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) + (-_4bx * q3 + _2bz * q1) * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (-_2bx * q0 + _2bz * q2) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + _2bx * q1 * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);\r
-\r
-               /* normalize step magnitude */\r
-               recipNorm = invSqrt(s0 * s0 + s1 * s1 + s2 * s2 + s3 * s3);\r
-               s0 *= recipNorm;\r
-               s1 *= recipNorm;\r
-               s2 *= recipNorm;\r
-               s3 *= recipNorm;\r
-\r
-               /* Apply feedback step */\r
-               qDot1 -= betaDef * s0;\r
-               qDot2 -= betaDef * s1;\r
-               qDot3 -= betaDef * s2;\r
-               qDot4 -= betaDef * s3;\r
-       }\r
-\r
-       /* Integrate rate of change of quaternion to yield quaternion */\r
-       q0 += qDot1 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q1 += qDot2 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q2 += qDot3 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q3 += qDot4 * (1.0f / sampleFreq);\r
-\r
-       /* Normalise quaternion */\r
-       recipNorm = invSqrt(q0 * q0 + q1 * q1 + q2 * q2 + q3 * q3);\r
-       q0 *= recipNorm;\r
-       q1 *= recipNorm;\r
-       q2 *= recipNorm;\r
-       q3 *= recipNorm;\r
-\r
-       /* update quaternion in structure */\r
-       quat->q0 = q0;\r
-       quat->q1 = q1;\r
-       quat->q2 = q2;\r
-       quat->q3 = q3;\r
-}\r
-\r
-/* IMU algorithm update (does not take magneto in account) */\r
-void MadgwickAHRSupdateIMU(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat)\r
-{\r
-       float recipNorm;\r
-       float s0, s1, s2, s3;\r
-       float qDot1, qDot2, qDot3, qDot4;\r
-       float _2q0, _2q1, _2q2, _2q3, _4q0, _4q1, _4q2 ,_8q1, _8q2, q0q0, q1q1, q2q2, q3q3;\r
-       float ax, ay, az, gx, gy, gz;\r
-       float q0, q1, q2, q3;\r
-\r
-       /* use local variables, it's more readable */\r
-       q0 = quat->q0; q1 = quat->q1; q2 = quat->q2; q3 = quat->q3;\r
-       gx = imu->gx; gy = imu->gy; gz = imu->gz;\r
-       ax = imu->ax; ay = imu->ay; az = imu->az;\r
-\r
-       /* Rate of change of quaternion from gyroscope */\r
-       qDot1 = 0.5f * (-q1 * gx - q2 * gy - q3 * gz);\r
-       qDot2 = 0.5f * (q0 * gx + q2 * gz - q3 * gy);\r
-       qDot3 = 0.5f * (q0 * gy - q1 * gz + q3 * gx);\r
-       qDot4 = 0.5f * (q0 * gz + q1 * gy - q2 * gx);\r
-\r
-\r
-       /* Compute feedback only if accelerometer measurement valid (avoids NaN in accelerometer normalisation) */\r
-       if(!((ax == 0.0f) && (ay == 0.0f) && (az == 0.0f))) {\r
-\r
-               /* Normalise accelerometer measurement */\r
-               recipNorm = invSqrt(ax * ax + ay * ay + az * az);\r
-               ax *= recipNorm;\r
-               ay *= recipNorm;\r
-               az *= recipNorm;\r
-\r
-               /* Auxiliary variables to avoid repeated arithmetic */\r
-               _2q0 = 2.0f * q0;\r
-               _2q1 = 2.0f * q1;\r
-               _2q2 = 2.0f * q2;\r
-               _2q3 = 2.0f * q3;\r
-               _4q0 = 4.0f * q0;\r
-               _4q1 = 4.0f * q1;\r
-               _4q2 = 4.0f * q2;\r
-               _8q1 = 8.0f * q1;\r
-               _8q2 = 8.0f * q2;\r
-               q0q0 = q0 * q0;\r
-               q1q1 = q1 * q1;\r
-               q2q2 = q2 * q2;\r
-               q3q3 = q3 * q3;\r
-\r
-               /* Gradient decent algorithm corrective step */\r
-               s0 = _4q0 * q2q2 + _2q2 * ax + _4q0 * q1q1 - _2q1 * ay;\r
-               s1 = _4q1 * q3q3 - _2q3 * ax + 4.0f * q0q0 * q1 - _2q0 * ay - _4q1 + _8q1 * q1q1 + _8q1 * q2q2 + _4q1 * az;\r
-               s2 = 4.0f * q0q0 * q2 + _2q0 * ax + _4q2 * q3q3 - _2q3 * ay - _4q2 + _8q2 * q1q1 + _8q2 * q2q2 + _4q2 * az;\r
-               s3 = 4.0f * q1q1 * q3 - _2q1 * ax + 4.0f * q2q2 * q3 - _2q2 * ay;\r
-               recipNorm = invSqrt(s0 * s0 + s1 * s1 + s2 * s2 + s3 * s3); /* normalise step magnitude */\r
-\r
-               s0 *= recipNorm;\r
-               s1 *= recipNorm;\r
-               s2 *= recipNorm;\r
-               s3 *= recipNorm;\r
-\r
-               /* Apply feedback step */\r
-               qDot1 -= betaDef * s0;\r
-               qDot2 -= betaDef * s1;\r
-               qDot3 -= betaDef * s2;\r
-               qDot4 -= betaDef * s3;\r
-       }\r
-\r
-       /* Integrate rate of change of quaternion to yield quaternion */\r
-       q0 += qDot1 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q1 += qDot2 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q2 += qDot3 * (1.0f / sampleFreq);\r
-       q3 += qDot4 * (1.0f / sampleFreq);\r
-\r
-       /* Normalise quaternion */\r
-       recipNorm = invSqrt(q0 * q0 + q1 * q1 +\r
-               q2 * q2 + q3 * q3);\r
-       q0 *= recipNorm;\r
-       q1 *= recipNorm;\r
-       q2 *= recipNorm;\r
-       q3 *= recipNorm;\r
-\r
-       /* update quaternion in structure */\r
-       quat->q0 = q0;\r
-       quat->q1 = q1;\r
-       quat->q2 = q2;\r
-       quat->q3 = q3;\r
-}\r
-\r
+/*
+ * Copyright (c) 2014, Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>
+ * Copyright (c) 2011-2012, SOH Madgwick
+ *
+ *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+ *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+ *  (at your option) any later version.
+ *
+ *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ *  GNU General Public License for more details.
+ *
+ *  You should have received a copy of the GNU General Public License
+ *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ *
+ */
+
+//============================================================================
+// MadgwickAHRS.c
+//============================================================================
+//
+// Implementation of Madgwick's IMU and AHRS algorithms.
+// See: http://www.x-io.co.uk/node/8#open_source_ahrs_and_imu_algorithms
+//
+// Date                        Author          Notes
+// 29/09/2011  SOH Madgwick    Initial release
+// 02/10/2011  SOH Madgwick    Optimised for reduced CPU load
+// 19/02/2012  SOH Madgwick    Magnetometer measurement is normalised
+//
+//============================================================================
+
+#include "MadgwickAHRS.h"
+#include <math.h>
+
+//#define sampleFreq   512.0f          // sample frequency in Hz
+//#define sampleFreq   46.0f           // sample frequency in Hz
+#define sampleFreq     85.0f           // sample frequency in Hz
+#define betaDef                0.1f            // 2 * proportional gain
+
+static float invSqrt(float x)
+{
+       return 1.0f / sqrtf(x);
+}
+
+/* AHRS algorithm update */
+void MadgwickAHRSupdate(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat)
+{
+       float recipNorm;
+       float s0, s1, s2, s3;
+       float qDot1, qDot2, qDot3, qDot4;
+       float hx, hy;
+       float _2q0mx, _2q0my, _2q0mz, _2q1mx, _2bx, _2bz, _4bx, _4bz;
+       float _2q0, _2q1, _2q2, _2q3, _2q0q2, _2q2q3, q0q0, q0q1, q0q2, q0q3;
+       float q1q1, q1q2, q1q3, q2q2, q2q3, q3q3;
+       float mx, my, mz, ax, ay, az, gx, gy, gz;
+       float q0, q1, q2, q3;
+
+       /* Use IMU algorithm if magnetometer measurement invalid (avoids NaN in
+        * magnetometer normalisation) */
+       if ((imu->mx == 0.0f) && (imu->my == 0.0f) && (imu->mz == 0.0f)) {
+               MadgwickAHRSupdateIMU(imu, quat);
+               return;
+       }
+
+       /* use local variables, it's more readable */
+       q0 = quat->q0; q1 = quat->q1; q2 = quat->q2; q3 = quat->q3;
+       gx = imu->gx; gy = imu->gy; gz = imu->gz;
+       ax = imu->ax; ay = imu->ay; az = imu->az;
+       mx = imu->mx; my = imu->my; mz = imu->mz;
+
+       /* Rate of change of quaternion from gyroscope */
+       qDot1 = 0.5f * (-q1 * gx - q2 * gy - q3 * gz);
+       qDot2 = 0.5f * (q0 * gx + q2 * gz - q3 * gy);
+       qDot3 = 0.5f * (q0 * gy - q1 * gz + q3 * gx);
+       qDot4 = 0.5f * (q0 * gz + q1 * gy - q2 * gx);
+
+       /* Compute feedback only if accelerometer measurement valid (avoids NaN
+        * in accelerometer normalisation) */
+       if (!((ax == 0.0f) && (ay == 0.0f) && (az == 0.0f))) {
+
+               /* Normalise accelerometer measurement */
+               recipNorm = invSqrt(ax * ax + ay * ay +
+                       az * az);
+               ax *= recipNorm;
+               ay *= recipNorm;
+               az *= recipNorm;
+
+               /* Normalise magnetometer measurement */
+               recipNorm = invSqrt(mx * mx + my * my +
+                       mz * mz);
+               mx *= recipNorm;
+               my *= recipNorm;
+               mz *= recipNorm;
+
+               /* Auxiliary variables to avoid repeated arithmetic */
+               _2q0mx = 2.0f * q0 * mx;
+               _2q0my = 2.0f * q0 * my;
+               _2q0mz = 2.0f * q0 * mz;
+               _2q1mx = 2.0f * q1 * mx;
+               _2q0 = 2.0f * q0;
+               _2q1 = 2.0f * q1;
+               _2q2 = 2.0f * q2;
+               _2q3 = 2.0f * q3;
+               _2q0q2 = 2.0f * q0 * q2;
+               _2q2q3 = 2.0f * q2 * q3;
+               q0q0 = q0 * q0;
+               q0q1 = q0 * q1;
+               q0q2 = q0 * q2;
+               q0q3 = q0 * q3;
+               q1q1 = q1 * q1;
+               q1q2 = q1 * q2;
+               q1q3 = q1 * q3;
+               q2q2 = q2 * q2;
+               q2q3 = q2 * q3;
+               q3q3 = q3 * q3;
+
+               /* Reference direction of Earth's magnetic field */
+               hx = mx * q0q0 - _2q0my * q3 + _2q0mz * q2 + mx * q1q1 + _2q1 * my * q2 + _2q1 * mz * q3 - mx * q2q2 - mx * q3q3;
+               hy = _2q0mx * q3 + my * q0q0 - _2q0mz * q1 + _2q1mx * q2 - my * q1q1 + my * q2q2 + _2q2 * mz * q3 - my * q3q3;
+               _2bx = sqrt(hx * hx + hy * hy);
+               _2bz = -_2q0mx * q2 + _2q0my * q1 + mz * q0q0 + _2q1mx * q3 - mz * q1q1 + _2q2 * my * q3 - mz * q2q2 + mz * q3q3;
+               _4bx = 2.0f * _2bx;
+               _4bz = 2.0f * _2bz;
+
+               /* Gradient decent algorithm corrective step */
+               s0 = -_2q2 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q1 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - _2bz * q2 * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (-_2bx * q3 + _2bz * q1) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + _2bx * q2 * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);
+               s1 = _2q3 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q0 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - 4.0f * q1 * (1 - 2.0f * q1q1 - 2.0f * q2q2 - az) + _2bz * q3 * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (_2bx * q2 + _2bz * q0) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + (_2bx * q3 - _4bz * q1) * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);
+               s2 = -_2q0 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q3 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) - 4.0f * q2 * (1 - 2.0f * q1q1 - 2.0f * q2q2 - az) + (-_4bx * q2 - _2bz * q0) * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (_2bx * q1 + _2bz * q3) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + (_2bx * q0 - _4bz * q2) * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);
+               s3 = _2q1 * (2.0f * q1q3 - _2q0q2 - ax) + _2q2 * (2.0f * q0q1 + _2q2q3 - ay) + (-_4bx * q3 + _2bz * q1) * (_2bx * (0.5f - q2q2 - q3q3) + _2bz * (q1q3 - q0q2) - mx) + (-_2bx * q0 + _2bz * q2) * (_2bx * (q1q2 - q0q3) + _2bz * (q0q1 + q2q3) - my) + _2bx * q1 * (_2bx * (q0q2 + q1q3) + _2bz * (0.5f - q1q1 - q2q2) - mz);
+
+               /* normalize step magnitude */
+               recipNorm = invSqrt(s0 * s0 + s1 * s1 + s2 * s2 + s3 * s3);
+               s0 *= recipNorm;
+               s1 *= recipNorm;
+               s2 *= recipNorm;
+               s3 *= recipNorm;
+
+               /* Apply feedback step */
+               qDot1 -= betaDef * s0;
+               qDot2 -= betaDef * s1;
+               qDot3 -= betaDef * s2;
+               qDot4 -= betaDef * s3;
+       }
+
+       /* Integrate rate of change of quaternion to yield quaternion */
+       q0 += qDot1 * (1.0f / sampleFreq);
+       q1 += qDot2 * (1.0f / sampleFreq);
+       q2 += qDot3 * (1.0f / sampleFreq);
+       q3 += qDot4 * (1.0f / sampleFreq);
+
+       /* Normalise quaternion */
+       recipNorm = invSqrt(q0 * q0 + q1 * q1 + q2 * q2 + q3 * q3);
+       q0 *= recipNorm;
+       q1 *= recipNorm;
+       q2 *= recipNorm;
+       q3 *= recipNorm;
+
+       /* update quaternion in structure */
+       quat->q0 = q0;
+       quat->q1 = q1;
+       quat->q2 = q2;
+       quat->q3 = q3;
+}
+
+/* IMU algorithm update (does not take magneto in account) */
+void MadgwickAHRSupdateIMU(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat)
+{
+       float recipNorm;
+       float s0, s1, s2, s3;
+       float qDot1, qDot2, qDot3, qDot4;
+       float _2q0, _2q1, _2q2, _2q3, _4q0, _4q1, _4q2 ,_8q1, _8q2, q0q0, q1q1, q2q2, q3q3;
+       float ax, ay, az, gx, gy, gz;
+       float q0, q1, q2, q3;
+
+       /* use local variables, it's more readable */
+       q0 = quat->q0; q1 = quat->q1; q2 = quat->q2; q3 = quat->q3;
+       gx = imu->gx; gy = imu->gy; gz = imu->gz;
+       ax = imu->ax; ay = imu->ay; az = imu->az;
+
+       /* Rate of change of quaternion from gyroscope */
+       qDot1 = 0.5f * (-q1 * gx - q2 * gy - q3 * gz);
+       qDot2 = 0.5f * (q0 * gx + q2 * gz - q3 * gy);
+       qDot3 = 0.5f * (q0 * gy - q1 * gz + q3 * gx);
+       qDot4 = 0.5f * (q0 * gz + q1 * gy - q2 * gx);
+
+
+       /* Compute feedback only if accelerometer measurement valid (avoids NaN in accelerometer normalisation) */
+       if(!((ax == 0.0f) && (ay == 0.0f) && (az == 0.0f))) {
+
+               /* Normalise accelerometer measurement */
+               recipNorm = invSqrt(ax * ax + ay * ay + az * az);
+               ax *= recipNorm;
+               ay *= recipNorm;
+               az *= recipNorm;
+
+               /* Auxiliary variables to avoid repeated arithmetic */
+               _2q0 = 2.0f * q0;
+               _2q1 = 2.0f * q1;
+               _2q2 = 2.0f * q2;
+               _2q3 = 2.0f * q3;
+               _4q0 = 4.0f * q0;
+               _4q1 = 4.0f * q1;
+               _4q2 = 4.0f * q2;
+               _8q1 = 8.0f * q1;
+               _8q2 = 8.0f * q2;
+               q0q0 = q0 * q0;
+               q1q1 = q1 * q1;
+               q2q2 = q2 * q2;
+               q3q3 = q3 * q3;
+
+               /* Gradient decent algorithm corrective step */
+               s0 = _4q0 * q2q2 + _2q2 * ax + _4q0 * q1q1 - _2q1 * ay;
+               s1 = _4q1 * q3q3 - _2q3 * ax + 4.0f * q0q0 * q1 - _2q0 * ay - _4q1 + _8q1 * q1q1 + _8q1 * q2q2 + _4q1 * az;
+               s2 = 4.0f * q0q0 * q2 + _2q0 * ax + _4q2 * q3q3 - _2q3 * ay - _4q2 + _8q2 * q1q1 + _8q2 * q2q2 + _4q2 * az;
+               s3 = 4.0f * q1q1 * q3 - _2q1 * ax + 4.0f * q2q2 * q3 - _2q2 * ay;
+               recipNorm = invSqrt(s0 * s0 + s1 * s1 + s2 * s2 + s3 * s3); /* normalise step magnitude */
+
+               s0 *= recipNorm;
+               s1 *= recipNorm;
+               s2 *= recipNorm;
+               s3 *= recipNorm;
+
+               /* Apply feedback step */
+               qDot1 -= betaDef * s0;
+               qDot2 -= betaDef * s1;
+               qDot3 -= betaDef * s2;
+               qDot4 -= betaDef * s3;
+       }
+
+       /* Integrate rate of change of quaternion to yield quaternion */
+       q0 += qDot1 * (1.0f / sampleFreq);
+       q1 += qDot2 * (1.0f / sampleFreq);
+       q2 += qDot3 * (1.0f / sampleFreq);
+       q3 += qDot4 * (1.0f / sampleFreq);
+
+       /* Normalise quaternion */
+       recipNorm = invSqrt(q0 * q0 + q1 * q1 +
+               q2 * q2 + q3 * q3);
+       q0 *= recipNorm;
+       q1 *= recipNorm;
+       q2 *= recipNorm;
+       q3 *= recipNorm;
+
+       /* update quaternion in structure */
+       quat->q0 = q0;
+       quat->q1 = q1;
+       quat->q2 = q2;
+       quat->q3 = q3;
+}
+
index 018f34a..a613b99 100644 (file)
@@ -1,46 +1,46 @@
-/*\r
- * Copyright (c) 2014, Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>\r
- * Copyright (c) 2011, SOH Madgwick\r
- *\r
- *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify\r
- *  it under the terms of the GNU General Public License as published by\r
- *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or\r
- *  (at your option) any later version.\r
- *\r
- *  This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
- *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
- *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
- *  GNU General Public License for more details.\r
- *\r
- *  You should have received a copy of the GNU General Public License\r
- *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.\r
- *\r
- */\r
-\r
-//=============================================================================\r
-// MadgwickAHRS.h\r
-//=============================================================================\r
-//\r
-// Implementation of Madgwick's IMU and AHRS algorithms.\r
-// See: http://www.x-io.co.uk/node/8#open_source_ahrs_and_imu_algorithms\r
-//\r
-// Date                        Author          Notes\r
-// 29/09/2011  SOH Madgwick    Initial release\r
-// 02/10/2011  SOH Madgwick    Optimised for reduced CPU load\r
-//\r
-//=============================================================================\r
-\r
-#ifndef MadgwickAHRS_h\r
-#define MadgwickAHRS_h\r
-\r
-#include "imu.h"\r
-\r
-extern volatile float beta;  // algorithm gain\r
-\r
-/* update quaternion structure using the new IMU infos */\r
-void MadgwickAHRSupdate(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat);\r
-\r
-/* update quaternion structure using the new IMU infos, without using magneto */\r
-void MadgwickAHRSupdateIMU(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat);\r
-\r
-#endif\r
+/*
+ * Copyright (c) 2014, Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>
+ * Copyright (c) 2011, SOH Madgwick
+ *
+ *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+ *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+ *  (at your option) any later version.
+ *
+ *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ *  GNU General Public License for more details.
+ *
+ *  You should have received a copy of the GNU General Public License
+ *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ *
+ */
+
+//=============================================================================
+// MadgwickAHRS.h
+//=============================================================================
+//
+// Implementation of Madgwick's IMU and AHRS algorithms.
+// See: http://www.x-io.co.uk/node/8#open_source_ahrs_and_imu_algorithms
+//
+// Date                        Author          Notes
+// 29/09/2011  SOH Madgwick    Initial release
+// 02/10/2011  SOH Madgwick    Optimised for reduced CPU load
+//
+//=============================================================================
+
+#ifndef MadgwickAHRS_h
+#define MadgwickAHRS_h
+
+#include "imu.h"
+
+extern volatile float beta;  // algorithm gain
+
+/* update quaternion structure using the new IMU infos */
+void MadgwickAHRSupdate(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat);
+
+/* update quaternion structure using the new IMU infos, without using magneto */
+void MadgwickAHRSupdateIMU(const struct imu_info *imu, struct quaternion *quat);
+
+#endif