diff --git a/EKF/sideslip_fusion.cpp b/EKF/sideslip_fusion.cpp index 9418548db0..5173816f55 100644 --- a/EKF/sideslip_fusion.cpp +++ b/EKF/sideslip_fusion.cpp @@ -111,18 +111,31 @@ void Ekf::fuseSideslip() H_BETA[23] = SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2) - SH_BETA[6]; for (uint8_t i=7; i<=21; i++) { - H_BETA[i] = 0.0f; + H_BETA[i] = 0.0f; } + // determine if we need the sideslip fusion to correct states other than wind + bool update_wind_only = ((_time_last_imu - _time_last_gps) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_ext_vision) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_optflow) < 1e6); + // intermediate variables - note SK_BETA[0] is 1/(innovation variance) _beta_innov_var = (R_BETA - (SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7])*(P[22][4]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][4]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][4]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][4]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][4]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][4]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7])*(P[22][22]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][22]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][22]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][22]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][22]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][22]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2))*(P[22][5]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][5]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][5]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][5]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][5]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][5]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][5]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][5]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][5]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) - (SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2))*(P[22][23]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][23]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][23]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][23]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][23]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][23]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][23]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][23]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][23]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9])*(P[22][0]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][0]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][0]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][0]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][0]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][0]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][0]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][0]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][0]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11])*(P[22][1]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][1]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][1]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][1]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][1]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][1]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][1]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][1]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][1]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10])*(P[22][2]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][2]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][2]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][2]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][2]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][2]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][2]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][2]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][2]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) - (SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8])*(P[22][3]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][3]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][3]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][3]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][3]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][3]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][3]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][3]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][3]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))) + (SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3))*(P[22][6]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) - P[4][6]*(SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]) + P[5][6]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) - P[23][6]*(SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2)) + P[0][6]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]) + P[1][6]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]) + P[2][6]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]) - P[3][6]*(SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]) + P[6][6]*(SH_BETA[5]*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)))); if (_beta_innov_var >= R_BETA) { - SK_BETA[0] = 1.0f / _beta_innov_var; - _fault_status.flags.bad_sideslip = false; + SK_BETA[0] = 1.0f / _beta_innov_var; + _fault_status.flags.bad_sideslip = false; } else { // Reset the estimator - _fault_status.flags.bad_sideslip = true; - initialiseCovariance(); - ECL_ERR("EKF synthetic sideslip fusion numerical error - covariance reset"); + _fault_status.flags.bad_sideslip = true; + // if we are getting aiding from other sources, warn and reset the wind states and covariances only + if (update_wind_only) { + resetWindStates(); + resetWindCovariance(); + ECL_ERR("EKF synthetic sideslip fusion badly conditioned - wind covariance reset"); + + } else { + initialiseCovariance(); + _state.wind_vel.setZero(); + ECL_ERR("EKF synthetic sideslip fusion badly conditioned - full covariance reset"); + + } return; } SK_BETA[1] = SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]; @@ -134,7 +147,7 @@ void Ekf::fuseSideslip() SK_BETA[7] = SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]; // Calculate Kalman gains - if (((_time_last_imu - _time_last_gps) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_ext_vision) < 1e6) || ((_time_last_imu - _time_last_optflow) < 1e6)) { + if (update_wind_only) { // If we are getting aiding from other sources, then don't allow the sideslip fusion to affect the non-windspeed states for (unsigned row = 0; row <= 21; row++) { Kfusion[row] = 0.0f;