imu.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <math.h>
   4
   5 #include <aversive/irq_lock.h>
   6 #include <aversive/wait.h>
   7 #include <aversive/pgmspace.h>
   8
   9 #include <uart.h>
  10
  11 #include "mpu6050.h"
  12 #include "vector.h"
  13 #include "matrix.h"
  14 #include "MadgwickAHRS.h"
  15 #include "sd_log.h"
  16 #include "imu.h"
  17 #include "main.h"
  18
  19 /* structure storing the latest imu infos returned by the sensor */
  20 static struct imu_info g_imu;
  21
  22 /* structure storing the latest quaternion */
  23 static struct quaternion g_quat;
  24
  25 /* structure storing the latest euler position */
  26 static struct euler g_euler;
  27
  28 /* periodical timer structure */
  29 static struct callout imu_timer;
  30
  31 static void quaternion2euler(const struct quaternion *quat, struct euler *euler)
  32 {
  33         float q0 = quat->q0;
  34         float q1 = quat->q1;
  35         float q2 = quat->q2;
  36         float q3 = quat->q3;
  37
  38         euler->roll = atan2f(2.0f * (q0 * q1 + q2 * q3),
  39                 q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3);
  40         euler->pitch = -asinf(2.0f * (q1 * q3 - q0 * q2));
  41         euler->yaw = atan2f(2.0f * (q1 * q2 + q0 * q3),
  42                 q0*q0 + q1*q1 - q2*q2 - q3*q3);
  43 }
  44
  45 /* timer callback that polls IMU and does the calculation */
  46 static void imu_cb(struct callout_mgr *cm, struct callout *tim, void *arg)
  47 {
  48         (void)arg;
  49
  50         mpu6050_read_all_axes(&g_imu);
  51         MadgwickAHRSupdate(&g_imu, &g_quat);
  52         quaternion2euler(&g_quat, &g_euler);
  53
  54         /* reschedule event */
  55         callout_schedule(cm, tim, 2);
  56 }
  57
  58 void imu_init(void)
  59 {
  60         mpu6050_init();
  61
  62         callout_init(&imu_timer, imu_cb, NULL, IMU_PRIO);
  63         callout_schedule(&imuboard.intr_cm, &imu_timer, 20); /* every 20ms */
  64 }
  65
  66 void imu_get_info(struct imu_info *imu)
  67 {
  68         memcpy(imu, &g_imu, sizeof(*imu));
  69 }
  70
  71 void imu_get_pos_quat(struct quaternion *quat)
  72 {
  73         memcpy(quat, &g_quat, sizeof(*quat));
  74 }
  75
  76 void imu_get_pos_euler(struct euler *euler)
  77 {
  78         memcpy(euler, &g_euler, sizeof(*euler));
  79 }
  80
  81
  82 int imu_log(void)
  83 {
  84         char buf[128];
  85         int16_t len;
  86         uint32_t ms;
  87         uint8_t flags;
  88         struct imu_info imu;
  89
  90         if (sd_log_enabled() == 0)
  91                 return 0;
  92
  93         IRQ_LOCK(flags);
  94         ms = global_ms;
  95         imu_get_info(&imu);
  96         IRQ_UNLOCK(flags);
  97
  98         len = snprintf(buf, sizeof(buf),
  99                 "%"PRIu32"\t"
 100                 "gyro %+3.3f\t%+3.3f\t%+3.3f\t\t"
 101                 "accel %+3.3f\t%+3.3f\t%+3.3f\t\t"
 102                 "magnet %+3.3f\t%+3.3f\t%+3.3f\r\n",
 103                 ms,
 104                 imu.gx, imu.gy, imu.gz,
 105                 imu.ax, imu.ay, imu.az,
 106                 imu.mx, imu.my, imu.mz);
 107         if (sd_log_write(buf, len) != len) {
 108                 printf_P(PSTR("error writing to file\n"));
 109                 return -1;
 110         }
 111
 112         return 0;
 113 }