From a189c60d3398dbfcea4e3a7188bd2b432acdcf50 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Paul Riseborough Date: Sun, 1 May 2016 16:22:23 +1000 Subject: [PATCH] EKF: update code fragment text files --- .../Inertial Nav EKF/Airspeed Fusion.txt | 62 +-- .../Covariance Prediction.txt | 442 ++++++++--------- .../Magnetic Declination Fusion.txt | 83 ++-- .../Inertial Nav EKF/Magnetometer Fusion.txt | 260 +++++----- matlab/generated/Inertial Nav EKF/Notes.txt | 30 +- .../Inertial Nav EKF/Optical Flow Fusion.txt | 464 ++++++++++-------- .../Inertial Nav EKF/Sideslip Fusion.txt | 108 ++-- .../Simple Magnetometer Fusion.txt | 67 +-- .../Inertial Nav EKF/Yaw Angle Fusion.txt | 90 ++-- 9 files changed, 812 insertions(+), 794 deletions(-) diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Airspeed Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Airspeed Fusion.txt index c84d841b0d..8cc6b0c703 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Airspeed Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Airspeed Fusion.txt @@ -4,15 +4,15 @@ // intermediate variable from algebraic optimisation float SH_TAS[3]; -SH_TAS[0] = 1/(sqrt(sq(ve - vwe) + sq(vn - vwn) + sq(vd))); -SH_TAS[1] = (SH_TAS[0]*(2*ve - 2*vwe))/2; -SH_TAS[2] = (SH_TAS[0]*(2*vn - 2*vwn))/2; +SH_TAS[0] = 1.0f/v_tas_pred; +SH_TAS[1] = (SH_TAS[0]*(2.0f*ve - 2.0f*vwe))*0.5f; +SH_TAS[2] = (SH_TAS[0]*(2.0f*vn - 2.0f*vwn))*0.5f; // observation jacobian float H_TAS[24]; -H_TAS[3] = SH_TAS[2]; -H_TAS[4] = SH_TAS[1]; -H_TAS[5] = vd*SH_TAS[0]; +H_TAS[4] = SH_TAS[2]; +H_TAS[5] = SH_TAS[1]; +H_TAS[6] = vd*SH_TAS[0]; H_TAS[22] = -SH_TAS[2]; H_TAS[23] = -SH_TAS[1]; @@ -20,31 +20,31 @@ H_TAS[23] = -SH_TAS[1]; // intermediate variables - note SK_TAS[0] is 1/(innovation variance) float SK_TAS[2]; -SK_TAS[0] = 1/(R_TAS + SH_TAS[2]*(P[3][3]*SH_TAS[2] + P[4][3]*SH_TAS[1] - P[22][3]*SH_TAS[2] - P[23][3]*SH_TAS[1] + P[5][3]*vd*SH_TAS[0]) + SH_TAS[1]*(P[3][4]*SH_TAS[2] + P[4][4]*SH_TAS[1] - P[22][4]*SH_TAS[2] - P[23][4]*SH_TAS[1] + P[5][4]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[2]*(P[3][22]*SH_TAS[2] + P[4][22]*SH_TAS[1] - P[22][22]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[1] + P[5][22]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[1]*(P[3][23]*SH_TAS[2] + P[4][23]*SH_TAS[1] - P[22][23]*SH_TAS[2] - P[23][23]*SH_TAS[1] + P[5][23]*vd*SH_TAS[0]) + vd*SH_TAS[0]*(P[3][5]*SH_TAS[2] + P[4][5]*SH_TAS[1] - P[22][5]*SH_TAS[2] - P[23][5]*SH_TAS[1] + P[5][5]*vd*SH_TAS[0])); +SK_TAS[0] = 1/(R_TAS + SH_TAS[2]*(P[4][4]*SH_TAS[2] + P[5][4]*SH_TAS[1] - P[22][4]*SH_TAS[2] - P[23][4]*SH_TAS[1] + P[6][4]*vd*SH_TAS[0]) + SH_TAS[1]*(P[4][5]*SH_TAS[2] + P[5][5]*SH_TAS[1] - P[22][5]*SH_TAS[2] - P[23][5]*SH_TAS[1] + P[6][5]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[2]*(P[4][22]*SH_TAS[2] + P[5][22]*SH_TAS[1] - P[22][22]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[1] + P[6][22]*vd*SH_TAS[0]) - SH_TAS[1]*(P[4][23]*SH_TAS[2] + P[5][23]*SH_TAS[1] - P[22][23]*SH_TAS[2] - P[23][23]*SH_TAS[1] + P[6][23]*vd*SH_TAS[0]) + vd*SH_TAS[0]*(P[4][6]*SH_TAS[2] + P[5][6]*SH_TAS[1] - P[22][6]*SH_TAS[2] - P[23][6]*SH_TAS[1] + P[6][6]*vd*SH_TAS[0])); SK_TAS[1] = SH_TAS[1]; float Kfusion[24]; -Kfusion[0] = SK_TAS[0]*(P[0][3]*SH_TAS[2] - P[0][22]*SH_TAS[2] + P[0][4]*SK_TAS[1] - P[0][23]*SK_TAS[1] + P[0][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[1] = SK_TAS[0]*(P[1][3]*SH_TAS[2] - P[1][22]*SH_TAS[2] + P[1][4]*SK_TAS[1] - P[1][23]*SK_TAS[1] + P[1][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[2] = SK_TAS[0]*(P[2][3]*SH_TAS[2] - P[2][22]*SH_TAS[2] + P[2][4]*SK_TAS[1] - P[2][23]*SK_TAS[1] + P[2][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[3] = SK_TAS[0]*(P[3][3]*SH_TAS[2] - P[3][22]*SH_TAS[2] + P[3][4]*SK_TAS[1] - P[3][23]*SK_TAS[1] + P[3][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[4] = SK_TAS[0]*(P[4][3]*SH_TAS[2] - P[4][22]*SH_TAS[2] + P[4][4]*SK_TAS[1] - P[4][23]*SK_TAS[1] + P[4][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[5] = SK_TAS[0]*(P[5][3]*SH_TAS[2] - P[5][22]*SH_TAS[2] + P[5][4]*SK_TAS[1] - P[5][23]*SK_TAS[1] + P[5][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[6] = SK_TAS[0]*(P[6][3]*SH_TAS[2] - P[6][22]*SH_TAS[2] + P[6][4]*SK_TAS[1] - P[6][23]*SK_TAS[1] + P[6][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[7] = SK_TAS[0]*(P[7][3]*SH_TAS[2] - P[7][22]*SH_TAS[2] + P[7][4]*SK_TAS[1] - P[7][23]*SK_TAS[1] + P[7][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[8] = SK_TAS[0]*(P[8][3]*SH_TAS[2] - P[8][22]*SH_TAS[2] + P[8][4]*SK_TAS[1] - P[8][23]*SK_TAS[1] + P[8][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[9] = SK_TAS[0]*(P[9][3]*SH_TAS[2] - P[9][22]*SH_TAS[2] + P[9][4]*SK_TAS[1] - P[9][23]*SK_TAS[1] + P[9][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[10] = SK_TAS[0]*(P[10][3]*SH_TAS[2] - P[10][22]*SH_TAS[2] + P[10][4]*SK_TAS[1] - P[10][23]*SK_TAS[1] + P[10][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[11] = SK_TAS[0]*(P[11][3]*SH_TAS[2] - P[11][22]*SH_TAS[2] + P[11][4]*SK_TAS[1] - P[11][23]*SK_TAS[1] + P[11][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[12] = SK_TAS[0]*(P[12][3]*SH_TAS[2] - P[12][22]*SH_TAS[2] + P[12][4]*SK_TAS[1] - P[12][23]*SK_TAS[1] + P[12][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[13] = SK_TAS[0]*(P[13][3]*SH_TAS[2] - P[13][22]*SH_TAS[2] + P[13][4]*SK_TAS[1] - P[13][23]*SK_TAS[1] + P[13][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[14] = SK_TAS[0]*(P[14][3]*SH_TAS[2] - P[14][22]*SH_TAS[2] + P[14][4]*SK_TAS[1] - P[14][23]*SK_TAS[1] + P[14][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[15] = SK_TAS[0]*(P[15][3]*SH_TAS[2] - P[15][22]*SH_TAS[2] + P[15][4]*SK_TAS[1] - P[15][23]*SK_TAS[1] + P[15][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[16] = SK_TAS[0]*(P[16][3]*SH_TAS[2] - P[16][22]*SH_TAS[2] + P[16][4]*SK_TAS[1] - P[16][23]*SK_TAS[1] + P[16][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[17] = SK_TAS[0]*(P[17][3]*SH_TAS[2] - P[17][22]*SH_TAS[2] + P[17][4]*SK_TAS[1] - P[17][23]*SK_TAS[1] + P[17][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[18] = SK_TAS[0]*(P[18][3]*SH_TAS[2] - P[18][22]*SH_TAS[2] + P[18][4]*SK_TAS[1] - P[18][23]*SK_TAS[1] + P[18][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[19] = SK_TAS[0]*(P[19][3]*SH_TAS[2] - P[19][22]*SH_TAS[2] + P[19][4]*SK_TAS[1] - P[19][23]*SK_TAS[1] + P[19][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[20] = SK_TAS[0]*(P[20][3]*SH_TAS[2] - P[20][22]*SH_TAS[2] + P[20][4]*SK_TAS[1] - P[20][23]*SK_TAS[1] + P[20][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[21] = SK_TAS[0]*(P[21][3]*SH_TAS[2] - P[21][22]*SH_TAS[2] + P[21][4]*SK_TAS[1] - P[21][23]*SK_TAS[1] + P[21][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[22] = SK_TAS[0]*(P[22][3]*SH_TAS[2] - P[22][22]*SH_TAS[2] + P[22][4]*SK_TAS[1] - P[22][23]*SK_TAS[1] + P[22][5]*vd*SH_TAS[0]); -Kfusion[23] = SK_TAS[0]*(P[23][3]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[2] + P[23][4]*SK_TAS[1] - P[23][23]*SK_TAS[1] + P[23][5]*vd*SH_TAS[0]); \ No newline at end of file +Kfusion[0] = SK_TAS[0]*(P[0][4]*SH_TAS[2] - P[0][22]*SH_TAS[2] + P[0][5]*SK_TAS[1] - P[0][23]*SK_TAS[1] + P[0][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[1] = SK_TAS[0]*(P[1][4]*SH_TAS[2] - P[1][22]*SH_TAS[2] + P[1][5]*SK_TAS[1] - P[1][23]*SK_TAS[1] + P[1][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[2] = SK_TAS[0]*(P[2][4]*SH_TAS[2] - P[2][22]*SH_TAS[2] + P[2][5]*SK_TAS[1] - P[2][23]*SK_TAS[1] + P[2][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[3] = SK_TAS[0]*(P[3][4]*SH_TAS[2] - P[3][22]*SH_TAS[2] + P[3][5]*SK_TAS[1] - P[3][23]*SK_TAS[1] + P[3][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[4] = SK_TAS[0]*(P[4][4]*SH_TAS[2] - P[4][22]*SH_TAS[2] + P[4][5]*SK_TAS[1] - P[4][23]*SK_TAS[1] + P[4][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[5] = SK_TAS[0]*(P[5][4]*SH_TAS[2] - P[5][22]*SH_TAS[2] + P[5][5]*SK_TAS[1] - P[5][23]*SK_TAS[1] + P[5][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[6] = SK_TAS[0]*(P[6][4]*SH_TAS[2] - P[6][22]*SH_TAS[2] + P[6][5]*SK_TAS[1] - P[6][23]*SK_TAS[1] + P[6][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[7] = SK_TAS[0]*(P[7][4]*SH_TAS[2] - P[7][22]*SH_TAS[2] + P[7][5]*SK_TAS[1] - P[7][23]*SK_TAS[1] + P[7][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[8] = SK_TAS[0]*(P[8][4]*SH_TAS[2] - P[8][22]*SH_TAS[2] + P[8][5]*SK_TAS[1] - P[8][23]*SK_TAS[1] + P[8][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[9] = SK_TAS[0]*(P[9][4]*SH_TAS[2] - P[9][22]*SH_TAS[2] + P[9][5]*SK_TAS[1] - P[9][23]*SK_TAS[1] + P[9][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[10] = SK_TAS[0]*(P[10][4]*SH_TAS[2] - P[10][22]*SH_TAS[2] + P[10][5]*SK_TAS[1] - P[10][23]*SK_TAS[1] + P[10][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[11] = SK_TAS[0]*(P[11][4]*SH_TAS[2] - P[11][22]*SH_TAS[2] + P[11][5]*SK_TAS[1] - P[11][23]*SK_TAS[1] + P[11][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[12] = SK_TAS[0]*(P[12][4]*SH_TAS[2] - P[12][22]*SH_TAS[2] + P[12][5]*SK_TAS[1] - P[12][23]*SK_TAS[1] + P[12][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[13] = SK_TAS[0]*(P[13][4]*SH_TAS[2] - P[13][22]*SH_TAS[2] + P[13][5]*SK_TAS[1] - P[13][23]*SK_TAS[1] + P[13][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[14] = SK_TAS[0]*(P[14][4]*SH_TAS[2] - P[14][22]*SH_TAS[2] + P[14][5]*SK_TAS[1] - P[14][23]*SK_TAS[1] + P[14][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[15] = SK_TAS[0]*(P[15][4]*SH_TAS[2] - P[15][22]*SH_TAS[2] + P[15][5]*SK_TAS[1] - P[15][23]*SK_TAS[1] + P[15][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[16] = SK_TAS[0]*(P[16][4]*SH_TAS[2] - P[16][22]*SH_TAS[2] + P[16][5]*SK_TAS[1] - P[16][23]*SK_TAS[1] + P[16][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[17] = SK_TAS[0]*(P[17][4]*SH_TAS[2] - P[17][22]*SH_TAS[2] + P[17][5]*SK_TAS[1] - P[17][23]*SK_TAS[1] + P[17][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[18] = SK_TAS[0]*(P[18][4]*SH_TAS[2] - P[18][22]*SH_TAS[2] + P[18][5]*SK_TAS[1] - P[18][23]*SK_TAS[1] + P[18][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[19] = SK_TAS[0]*(P[19][4]*SH_TAS[2] - P[19][22]*SH_TAS[2] + P[19][5]*SK_TAS[1] - P[19][23]*SK_TAS[1] + P[19][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[20] = SK_TAS[0]*(P[20][4]*SH_TAS[2] - P[20][22]*SH_TAS[2] + P[20][5]*SK_TAS[1] - P[20][23]*SK_TAS[1] + P[20][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[21] = SK_TAS[0]*(P[21][4]*SH_TAS[2] - P[21][22]*SH_TAS[2] + P[21][5]*SK_TAS[1] - P[21][23]*SK_TAS[1] + P[21][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[22] = SK_TAS[0]*(P[22][4]*SH_TAS[2] - P[22][22]*SH_TAS[2] + P[22][5]*SK_TAS[1] - P[22][23]*SK_TAS[1] + P[22][6]*vd*SH_TAS[0]); +Kfusion[23] = SK_TAS[0]*(P[23][4]*SH_TAS[2] - P[23][22]*SH_TAS[2] + P[23][5]*SK_TAS[1] - P[23][23]*SK_TAS[1] + P[23][6]*vd*SH_TAS[0]); diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Covariance Prediction.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Covariance Prediction.txt index 15b34f496c..348ab0827f 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Covariance Prediction.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Covariance Prediction.txt @@ -1,228 +1,216 @@ // Auto code for covariance prediction // Intermediate expressions obtained from algebraic optimisation -float SF[25]; -SF[0] = daz_b/2 + dazNoise/2 - (daz*daz_s)/2; -SF[1] = day_b/2 + dayNoise/2 - (day*day_s)/2; -SF[2] = dax_b/2 + daxNoise/2 - (dax*dax_s)/2; -SF[3] = q3/2 - (q0*SF[0])/2 + (q1*SF[1])/2 - (q2*SF[2])/2; -SF[4] = q0/2 - (q1*SF[2])/2 - (q2*SF[1])/2 + (q3*SF[0])/2; -SF[5] = q1/2 + (q0*SF[2])/2 - (q2*SF[0])/2 - (q3*SF[1])/2; -SF[6] = q3/2 + (q0*SF[0])/2 - (q1*SF[1])/2 - (q2*SF[2])/2; -SF[7] = q0/2 - (q1*SF[2])/2 + (q2*SF[1])/2 - (q3*SF[0])/2; -SF[8] = q0/2 + (q1*SF[2])/2 - (q2*SF[1])/2 - (q3*SF[0])/2; -SF[9] = q2/2 + (q0*SF[1])/2 + (q1*SF[0])/2 + (q3*SF[2])/2; -SF[10] = q2/2 - (q0*SF[1])/2 - (q1*SF[0])/2 + (q3*SF[2])/2; -SF[11] = q2/2 + (q0*SF[1])/2 - (q1*SF[0])/2 - (q3*SF[2])/2; -SF[12] = q1/2 + (q0*SF[2])/2 + (q2*SF[0])/2 + (q3*SF[1])/2; -SF[13] = q1/2 - (q0*SF[2])/2 + (q2*SF[0])/2 - (q3*SF[1])/2; -SF[14] = q3/2 + (q0*SF[0])/2 + (q1*SF[1])/2 + (q2*SF[2])/2; -SF[15] = - sq(q0) - sq(q1) - sq(q2) - sq(q3); -SF[16] = dvz_b - dvz + dvzNoise; -SF[17] = dvx - dvxNoise; -SF[18] = dvy - dvyNoise; -SF[19] = sq(q2); -SF[20] = SF[19] - sq(q0) + sq(q1) - sq(q3); -SF[21] = SF[19] + sq(q0) - sq(q1) - sq(q3); -SF[22] = 2*q0*q1 - 2*q2*q3; -SF[23] = SF[19] - sq(q0) - sq(q1) + sq(q3); -SF[24] = 2*q1*q2; +float SF[21] = {}; +SF[0] = dvz - dvz_b; +SF[1] = dvy - dvy_b; +SF[2] = dvx - dvx_b; +SF[3] = 2.0f*q1*SF[2] + 2.0f*q2*SF[1] + 2.0f*q3*SF[0]; +SF[4] = 2.0f*q0*SF[1] - 2.0f*q1*SF[0] + 2.0f*q3*SF[2]; +SF[5] = 2.0f*q0*SF[2] + 2.0f*q2*SF[0] - 2.0f*q3*SF[1]; +SF[6] = day*0.5f - day_b*0.5f; +SF[7] = daz*0.5f - daz_b*0.5f; +SF[8] = dax*0.5f - dax_b*0.5f; +SF[9] = dax_b*0.5f - dax*0.5f; +SF[10] = daz_b*0.5f - daz*0.5f; +SF[11] = day_b*0.5f - day*0.5f; +SF[12] = 2.0f*q1*SF[1]; +SF[13] = 2.0f*q0*SF[0]; +SF[14] = q1*0.5f; +SF[15] = q2*0.5f; +SF[16] = q3*0.5f; +SF[17] = sq(q3); +SF[18] = sq(q2); +SF[19] = sq(q1); +SF[20] = sq(q0); -float SG[5]; -SG[0] = - sq(q0) - sq(q1) - sq(q2) - sq(q3); +float SG[8] = {}; +SG[0] = q0*0.5f; SG[1] = sq(q3); SG[2] = sq(q2); SG[3] = sq(q1); SG[4] = sq(q0); +SG[5] = 2.0f*q2*q3; +SG[6] = 2.0f*q1*q3; +SG[7] = 2.0f*q1*q2; -float SQ[10]; -SQ[0] = - sq(dvyNoise)*(2*q0*q1 + 2*q2*q3)*(SG[1] - SG[2] + SG[3] - SG[4]) - sq(dvzNoise)*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)*(SG[1] - SG[2] - SG[3] + SG[4]) - sq(dvxNoise)*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)*(2*q0*q3 + 2*q1*q2); -SQ[1] = sq(dvxNoise)*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)*(SG[1] + SG[2] - SG[3] - SG[4]) + sq(dvzNoise)*(2*q0*q2 + 2*q1*q3)*(SG[1] - SG[2] - SG[3] + SG[4]) - sq(dvyNoise)*(2*q0*q1 + 2*q2*q3)*(2*q0*q3 - 2*q1*q2); -SQ[2] = sq(dvyNoise)*(2*q0*q3 - 2*q1*q2)*(SG[1] - SG[2] + SG[3] - SG[4]) - sq(dvxNoise)*(2*q0*q3 + 2*q1*q2)*(SG[1] + SG[2] - SG[3] - SG[4]) - sq(dvzNoise)*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)*(2*q0*q2 + 2*q1*q3); -SQ[3] = sq(SG[0]); -SQ[4] = sq(dvyNoise); -SQ[5] = sq(dvzNoise); -SQ[6] = sq(dvxNoise); -SQ[7] = 2*q2*q3; -SQ[8] = 2*q1*q3; -SQ[9] = 2*q1*q2; +float SQ[11] = {}; +SQ[0] = dvzVar*(SG[5] - 2.0f*q0*q1)*(SG[1] - SG[2] - SG[3] + SG[4]) - dvyVar*(SG[5] + 2.0f*q0*q1)*(SG[1] - SG[2] + SG[3] - SG[4]) + dvxVar*(SG[6] - 2.0f*q0*q2)*(SG[7] + 2.0f*q0*q3); +SQ[1] = dvzVar*(SG[6] + 2.0f*q0*q2)*(SG[1] - SG[2] - SG[3] + SG[4]) - dvxVar*(SG[6] - 2.0f*q0*q2)*(SG[1] + SG[2] - SG[3] - SG[4]) + dvyVar*(SG[5] + 2.0f*q0*q1)*(SG[7] - 2.0f*q0*q3); +SQ[2] = dvzVar*(SG[5] - 2.0f*q0*q1)*(SG[6] + 2.0f*q0*q2) - dvyVar*(SG[7] - 2.0f*q0*q3)*(SG[1] - SG[2] + SG[3] - SG[4]) - dvxVar*(SG[7] + 2.0f*q0*q3)*(SG[1] + SG[2] - SG[3] - SG[4]); +SQ[3] = (dayVar*q1*SG[0])*0.5f - (dazVar*q1*SG[0])*0.5f - (daxVar*q2*q3)*0.25f; +SQ[4] = (dazVar*q2*SG[0])*0.5f - (daxVar*q2*SG[0])*0.5f - (dayVar*q1*q3)*0.25f; +SQ[5] = (daxVar*q3*SG[0])*0.5f - (dayVar*q3*SG[0])*0.5f - (dazVar*q1*q2)*0.25f; +SQ[6] = (daxVar*q1*q2)*0.25f - (dazVar*q3*SG[0])*0.5f - (dayVar*q1*q2)*0.25f; +SQ[7] = (dazVar*q1*q3)*0.25f - (daxVar*q1*q3)*0.25f - (dayVar*q2*SG[0])*0.5f; +SQ[8] = (dayVar*q2*q3)*0.25f - (daxVar*q1*SG[0])*0.5f - (dazVar*q2*q3)*0.25f; +SQ[9] = sq(SG[0]); +SQ[10] = sq(q1); -float SPP[23]; -SPP[0] = SF[17]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SF[18]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3); -SPP[1] = SF[18]*(2*q0*q2 + 2*q1*q3) + SF[16]*(SF[24] - 2*q0*q3); -SPP[2] = 2*q3*SF[8] + 2*q1*SF[11] - 2*q0*SF[14] - 2*q2*SF[13]; -SPP[3] = 2*q1*SF[7] + 2*q2*SF[6] - 2*q0*SF[12] - 2*q3*SF[10]; -SPP[4] = 2*q0*SF[6] - 2*q3*SF[7] - 2*q1*SF[10] + 2*q2*SF[12]; -SPP[5] = 2*q0*SF[8] + 2*q2*SF[11] + 2*q1*SF[13] + 2*q3*SF[14]; -SPP[6] = 2*q0*SF[7] + 2*q3*SF[6] + 2*q2*SF[10] + 2*q1*SF[12]; -SPP[7] = 2*q1*SF[3] - 2*q2*SF[4] - 2*q3*SF[5] + 2*q0*SF[9]; -SPP[8] = 2*q0*SF[5] - 2*q1*SF[4] - 2*q2*SF[3] + 2*q3*SF[9]; -SPP[9] = SF[18]*SF[20] - SF[16]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3); -SPP[10] = SF[17]*SF[20] + SF[16]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3); -SPP[11] = SF[17]*SF[21] - SF[18]*(SF[24] + 2*q0*q3); -SPP[12] = SF[17]*SF[22] - SF[16]*(SF[24] + 2*q0*q3); -SPP[13] = 2*q0*SF[4] + 2*q1*SF[5] + 2*q3*SF[3] + 2*q2*SF[9]; -SPP[14] = 2*q2*SF[8] - 2*q0*SF[11] - 2*q1*SF[14] + 2*q3*SF[13]; -SPP[15] = SF[18]*SF[23] + SF[17]*(SF[24] - 2*q0*q3); -SPP[16] = daz*SF[19] + daz*sq(q0) + daz*sq(q1) + daz*sq(q3); -SPP[17] = day*SF[19] + day*sq(q0) + day*sq(q1) + day*sq(q3); -SPP[18] = dax*SF[19] + dax*sq(q0) + dax*sq(q1) + dax*sq(q3); -SPP[19] = SF[16]*SF[23] - SF[17]*(2*q0*q2 + 2*q1*q3); -SPP[20] = SF[16]*SF[21] - SF[18]*SF[22]; -SPP[21] = 2*q0*q2 + 2*q1*q3; -SPP[22] = SF[15]; +float SPP[11] = {}; +SPP[0] = SF[12] + SF[13] - 2.0f*q2*SF[2]; +SPP[1] = SF[17] - SF[18] - SF[19] + SF[20]; +SPP[2] = SF[17] - SF[18] + SF[19] - SF[20]; +SPP[3] = SF[17] + SF[18] - SF[19] - SF[20]; +SPP[4] = 2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3; +SPP[5] = 2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3; +SPP[6] = 2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2; +SPP[7] = 2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3; +SPP[8] = 2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2; +SPP[9] = 2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3; +SPP[10] = SF[16]; // Calculate uppder diagonal elements of the predicted covariance matrix // Use symmetry to assign value to lower diagonal // Note: this matrix does not include the process noise for stationary states, it only includes the effect of noise on the inertial measurements. // Process noise for stationary states must be added later. float nextP[24][24]; -nextP[0][0] = SPP[5]*(P[0][0]*SPP[5] - P[1][0]*SPP[4] + P[2][0]*SPP[7] + P[9][0]*SPP[22] + P[12][0]*SPP[18]) - SPP[4]*(P[0][1]*SPP[5] - P[1][1]*SPP[4] + P[2][1]*SPP[7] + P[9][1]*SPP[22] + P[12][1]*SPP[18]) + SPP[7]*(P[0][2]*SPP[5] - P[1][2]*SPP[4] + P[2][2]*SPP[7] + P[9][2]*SPP[22] + P[12][2]*SPP[18]) + SPP[22]*(P[0][9]*SPP[5] - P[1][9]*SPP[4] + P[2][9]*SPP[7] + P[9][9]*SPP[22] + P[12][9]*SPP[18]) + SPP[18]*(P[0][12]*SPP[5] - P[1][12]*SPP[4] + P[2][12]*SPP[7] + P[9][12]*SPP[22] + P[12][12]*SPP[18]) + sq(daxNoise)*SQ[3]; -nextP[0][1] = SPP[6]*(P[0][1]*SPP[5] - P[1][1]*SPP[4] + P[2][1]*SPP[7] + P[9][1]*SPP[22] + P[12][1]*SPP[18]) - SPP[2]*(P[0][0]*SPP[5] - P[1][0]*SPP[4] + P[2][0]*SPP[7] + P[9][0]*SPP[22] + P[12][0]*SPP[18]) - SPP[8]*(P[0][2]*SPP[5] - P[1][2]*SPP[4] + P[2][2]*SPP[7] + P[9][2]*SPP[22] + P[12][2]*SPP[18]) + SPP[22]*(P[0][10]*SPP[5] - P[1][10]*SPP[4] + P[2][10]*SPP[7] + P[9][10]*SPP[22] + P[12][10]*SPP[18]) + SPP[17]*(P[0][13]*SPP[5] - P[1][13]*SPP[4] + P[2][13]*SPP[7] + P[9][13]*SPP[22] + P[12][13]*SPP[18]); -nextP[1][1] = SPP[6]*(P[1][1]*SPP[6] - P[0][1]*SPP[2] - P[2][1]*SPP[8] + P[10][1]*SPP[22] + P[13][1]*SPP[17]) - SPP[2]*(P[1][0]*SPP[6] - P[0][0]*SPP[2] - P[2][0]*SPP[8] + P[10][0]*SPP[22] + P[13][0]*SPP[17]) - SPP[8]*(P[1][2]*SPP[6] - P[0][2]*SPP[2] - P[2][2]*SPP[8] + P[10][2]*SPP[22] + P[13][2]*SPP[17]) + SPP[22]*(P[1][10]*SPP[6] - P[0][10]*SPP[2] - P[2][10]*SPP[8] + P[10][10]*SPP[22] + P[13][10]*SPP[17]) + SPP[17]*(P[1][13]*SPP[6] - P[0][13]*SPP[2] - P[2][13]*SPP[8] + P[10][13]*SPP[22] + P[13][13]*SPP[17]) + sq(dayNoise)*SQ[3]; -nextP[0][2] = SPP[14]*(P[0][0]*SPP[5] - P[1][0]*SPP[4] + P[2][0]*SPP[7] + P[9][0]*SPP[22] + P[12][0]*SPP[18]) - SPP[3]*(P[0][1]*SPP[5] - P[1][1]*SPP[4] + P[2][1]*SPP[7] + P[9][1]*SPP[22] + P[12][1]*SPP[18]) + SPP[13]*(P[0][2]*SPP[5] - P[1][2]*SPP[4] + P[2][2]*SPP[7] + P[9][2]*SPP[22] + P[12][2]*SPP[18]) + SPP[22]*(P[0][11]*SPP[5] - P[1][11]*SPP[4] + P[2][11]*SPP[7] + P[9][11]*SPP[22] + P[12][11]*SPP[18]) + SPP[16]*(P[0][14]*SPP[5] - P[1][14]*SPP[4] + P[2][14]*SPP[7] + P[9][14]*SPP[22] + P[12][14]*SPP[18]); -nextP[1][2] = SPP[14]*(P[1][0]*SPP[6] - P[0][0]*SPP[2] - P[2][0]*SPP[8] + P[10][0]*SPP[22] + P[13][0]*SPP[17]) - SPP[3]*(P[1][1]*SPP[6] - P[0][1]*SPP[2] - P[2][1]*SPP[8] + P[10][1]*SPP[22] + P[13][1]*SPP[17]) + SPP[13]*(P[1][2]*SPP[6] - P[0][2]*SPP[2] - P[2][2]*SPP[8] + P[10][2]*SPP[22] + P[13][2]*SPP[17]) + SPP[22]*(P[1][11]*SPP[6] - P[0][11]*SPP[2] - P[2][11]*SPP[8] + P[10][11]*SPP[22] + P[13][11]*SPP[17]) + SPP[16]*(P[1][14]*SPP[6] - P[0][14]*SPP[2] - P[2][14]*SPP[8] + P[10][14]*SPP[22] + P[13][14]*SPP[17]); -nextP[2][2] = SPP[14]*(P[0][0]*SPP[14] - P[1][0]*SPP[3] + P[2][0]*SPP[13] + P[11][0]*SPP[22] + P[14][0]*SPP[16]) - SPP[3]*(P[0][1]*SPP[14] - P[1][1]*SPP[3] + P[2][1]*SPP[13] + P[11][1]*SPP[22] + P[14][1]*SPP[16]) + SPP[13]*(P[0][2]*SPP[14] - P[1][2]*SPP[3] + P[2][2]*SPP[13] + P[11][2]*SPP[22] + P[14][2]*SPP[16]) + SPP[22]*(P[0][11]*SPP[14] - P[1][11]*SPP[3] + P[2][11]*SPP[13] + P[11][11]*SPP[22] + P[14][11]*SPP[16]) + SPP[16]*(P[0][14]*SPP[14] - P[1][14]*SPP[3] + P[2][14]*SPP[13] + P[11][14]*SPP[22] + P[14][14]*SPP[16]) + sq(dazNoise)*SQ[3]; -nextP[0][3] = P[0][3]*SPP[5] - P[1][3]*SPP[4] + P[2][3]*SPP[7] + P[9][3]*SPP[22] + P[12][3]*SPP[18] + SPP[1]*(P[0][0]*SPP[5] - P[1][0]*SPP[4] + P[2][0]*SPP[7] + P[9][0]*SPP[22] + P[12][0]*SPP[18]) + SPP[19]*(P[0][1]*SPP[5] - P[1][1]*SPP[4] + P[2][1]*SPP[7] + P[9][1]*SPP[22] + P[12][1]*SPP[18]) + SPP[15]*(P[0][2]*SPP[5] - P[1][2]*SPP[4] + P[2][2]*SPP[7] + P[9][2]*SPP[22] + P[12][2]*SPP[18]) - SPP[21]*(P[0][15]*SPP[5] - P[1][15]*SPP[4] + P[2][15]*SPP[7] + P[9][15]*SPP[22] + P[12][15]*SPP[18]); -nextP[1][3] = P[1][3]*SPP[6] - P[0][3]*SPP[2] - P[2][3]*SPP[8] + P[10][3]*SPP[22] + P[13][3]*SPP[17] + SPP[1]*(P[1][0]*SPP[6] - P[0][0]*SPP[2] - P[2][0]*SPP[8] + P[10][0]*SPP[22] + P[13][0]*SPP[17]) + SPP[19]*(P[1][1]*SPP[6] - P[0][1]*SPP[2] - P[2][1]*SPP[8] + P[10][1]*SPP[22] + P[13][1]*SPP[17]) + SPP[15]*(P[1][2]*SPP[6] - P[0][2]*SPP[2] - P[2][2]*SPP[8] + P[10][2]*SPP[22] + P[13][2]*SPP[17]) - SPP[21]*(P[1][15]*SPP[6] - P[0][15]*SPP[2] - P[2][15]*SPP[8] + P[10][15]*SPP[22] + P[13][15]*SPP[17]); -nextP[2][3] = P[0][3]*SPP[14] - P[1][3]*SPP[3] + P[2][3]*SPP[13] + P[11][3]*SPP[22] + P[14][3]*SPP[16] + SPP[1]*(P[0][0]*SPP[14] - P[1][0]*SPP[3] + P[2][0]*SPP[13] + P[11][0]*SPP[22] + P[14][0]*SPP[16]) + SPP[19]*(P[0][1]*SPP[14] - P[1][1]*SPP[3] + P[2][1]*SPP[13] + P[11][1]*SPP[22] + P[14][1]*SPP[16]) + SPP[15]*(P[0][2]*SPP[14] - P[1][2]*SPP[3] + P[2][2]*SPP[13] + P[11][2]*SPP[22] + P[14][2]*SPP[16]) - SPP[21]*(P[0][15]*SPP[14] - P[1][15]*SPP[3] + P[2][15]*SPP[13] + P[11][15]*SPP[22] + P[14][15]*SPP[16]); 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+nextP[4][23] = P[4][23] + P[0][23]*SF[5] + P[1][23]*SF[3] - P[3][23]*SF[4] + P[2][23]*SPP[0] + P[13][23]*SPP[3] + P[14][23]*SPP[6] - P[15][23]*SPP[9]; +nextP[5][23] = P[5][23] + P[0][23]*SF[4] + P[2][23]*SF[3] + P[3][23]*SF[5] - P[1][23]*SPP[0] - P[13][23]*SPP[8] + P[14][23]*SPP[2] + P[15][23]*SPP[5]; +nextP[6][23] = P[6][23] + P[1][23]*SF[4] - P[2][23]*SF[5] + P[3][23]*SF[3] + P[0][23]*SPP[0] + P[13][23]*SPP[4] - P[14][23]*SPP[7] - P[15][23]*SPP[1]; nextP[7][23] = P[7][23] + P[4][23]*dt; nextP[8][23] = P[8][23] + P[5][23]*dt; -nextP[9][23] = P[9][23]; +nextP[9][23] = P[9][23] + P[6][23]*dt; nextP[10][23] = P[10][23]; nextP[11][23] = P[11][23]; nextP[12][23] = P[12][23]; diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetic Declination Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetic Declination Fusion.txt index c1455008a5..f3bd513e24 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetic Declination Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetic Declination Fusion.txt @@ -17,48 +17,51 @@ Divide by zero protection and protection against a badly conditioned covariance float t2 = magE*magE; float t3 = magN*magN; float t4 = t2+t3; -float t5 = 1.0f/t4; -float t22 = magE*t5; -float t23 = magN*t5; -float t6 = P[16][16]*t22; -float t13 = P[17][16]*t23; -float t7 = t6-t13; -float t8 = t22*t7; -float t9 = P[16][17]*t22; -float t14 = P[17][17]*t23; -float t10 = t9-t14; -float t15 = t23*t10; -float t11 = R_DECL+t8-t15; // innovation variance -float t12 = 1.0f/t11; +float t5 = P[16][16]*t2; +float t6 = P[17][17]*t3; +float t7 = t2*t2; +float t8 = R_DECL*t7; +float t9 = t3*t3; +float t10 = R_DECL*t9; +float t11 = R_DECL*t2*t3*2.0f; +float t14 = P[16][17]*magE*magN; +float t15 = P[17][16]*magE*magN; +float t12 = t5+t6+t8+t10+t11-t14-t15; +float t13 = 1.0f / t12; +float t16 = magE; +float t17 = magN; +float t18 = t16*t16; +float t19 = t17*t17; +float t20 = t18+t19; +float t21 = 1.0f/t20; // Calculate the observation Jacobian // Note only 2 terms are non-zero which can be used in matrix operations for calculation of Kalman gains and covariance update to significantly reduce cost -H_DECL[16] = -magE*t5; -H_DECL[17] = magN*t5; +H_DECL[16] = -t16*t21; +H_DECL[17] = t17*t21; // Calculate the Kalman gains -Kfusion[0] = -t12*(P[0][16]*t22-P[0][17]*t23); -Kfusion[1] = -t12*(P[1][16]*t22-P[1][17]*t23); -Kfusion[2] = -t12*(P[2][16]*t22-P[2][17]*t23); -Kfusion[3] = -t12*(P[3][16]*t22-P[3][17]*t23); -Kfusion[4] = -t12*(P[4][16]*t22-P[4][17]*t23); -Kfusion[5] = -t12*(P[5][16]*t22-P[5][17]*t23); -Kfusion[6] = -t12*(P[6][16]*t22-P[6][17]*t23); -Kfusion[7] = -t12*(P[7][16]*t22-P[7][17]*t23); -Kfusion[8] = -t12*(P[8][16]*t22-P[8][17]*t23); -Kfusion[9] = -t12*(P[9][16]*t22-P[9][17]*t23); -Kfusion[10] = -t12*(P[10][16]*t22-P[10][17]*t23); -Kfusion[11] = -t12*(P[11][16]*t22-P[11][17]*t23); -Kfusion[12] = -t12*(P[12][16]*t22-P[12][17]*t23); -Kfusion[13] = -t12*(P[13][16]*t22-P[13][17]*t23); -Kfusion[14] = -t12*(P[14][16]*t22-P[14][17]*t23); -Kfusion[15] = -t12*(P[15][16]*t22-P[15][17]*t23); -Kfusion[16] = -t12*(t6-P[16][17]*t23); -Kfusion[17] = t12*(t14-P[17][16]*t22); -Kfusion[18] = -t12*(P[18][16]*t22-P[18][17]*t23); -Kfusion[19] = -t12*(P[19][16]*t22-P[19][17]*t23); -Kfusion[20] = -t12*(P[20][16]*t22-P[20][17]*t23); -Kfusion[21] = -t12*(P[21][16]*t22-P[21][17]*t23); -Kfusion[22] = -t12*(P[22][16]*t22-P[22][17]*t23); -Kfusion[23] = -t12*(P[23][16]*t22-P[23][17]*t23); - +Kfusion[0] = -t4*t13*(P[0][16]*magE-P[0][17]*magN); +Kfusion[1] = -t4*t13*(P[1][16]*magE-P[1][17]*magN); +Kfusion[2] = -t4*t13*(P[2][16]*magE-P[2][17]*magN); +Kfusion[3] = -t4*t13*(P[3][16]*magE-P[3][17]*magN); +Kfusion[4] = -t4*t13*(P[4][16]*magE-P[4][17]*magN); +Kfusion[5] = -t4*t13*(P[5][16]*magE-P[5][17]*magN); +Kfusion[6] = -t4*t13*(P[6][16]*magE-P[6][17]*magN); +Kfusion[7] = -t4*t13*(P[7][16]*magE-P[7][17]*magN); +Kfusion[8] = -t4*t13*(P[8][16]*magE-P[8][17]*magN); +Kfusion[9] = -t4*t13*(P[9][16]*magE-P[9][17]*magN); +Kfusion[10] = -t4*t13*(P[10][16]*magE-P[10][17]*magN); +Kfusion[11] = -t4*t13*(P[11][16]*magE-P[11][17]*magN); +Kfusion[12] = -t4*t13*(P[12][16]*magE-P[12][17]*magN); +Kfusion[13] = -t4*t13*(P[13][16]*magE-P[13][17]*magN); +Kfusion[14] = -t4*t13*(P[14][16]*magE-P[14][17]*magN); +Kfusion[15] = -t4*t13*(P[15][16]*magE-P[15][17]*magN); +Kfusion[16] = -t4*t13*(P[16][16]*magE-P[16][17]*magN); +Kfusion[17] = -t4*t13*(P[17][16]*magE-P[17][17]*magN); +Kfusion[18] = -t4*t13*(P[18][16]*magE-P[18][17]*magN); +Kfusion[19] = -t4*t13*(P[19][16]*magE-P[19][17]*magN); +Kfusion[20] = -t4*t13*(P[20][16]*magE-P[20][17]*magN); +Kfusion[21] = -t4*t13*(P[21][16]*magE-P[21][17]*magN); +Kfusion[22] = -t4*t13*(P[22][16]*magE-P[22][17]*magN); +Kfusion[23] = -t4*t13*(P[23][16]*magE-P[23][17]*magN); diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetometer Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetometer Fusion.txt index 3ddb85563b..9df90c509f 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetometer Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Magnetometer Fusion.txt @@ -1,146 +1,142 @@ // Auto code for fusion of XYZ magnetometer vector measurement // Sequential fusion of each axis is used (assumes uncorrrelated observation errors) -// intermediate variables from algebraic optimisation -float SH_MAG[9]; -SH_MAG[0] = sq(q0) - sq(q1) + sq(q2) - sq(q3); -SH_MAG[1] = sq(q0) + sq(q1) - sq(q2) - sq(q3); -SH_MAG[2] = sq(q0) - sq(q1) - sq(q2) + sq(q3); -SH_MAG[3] = 2*q0*q1 + 2*q2*q3; -SH_MAG[4] = 2*q0*q3 + 2*q1*q2; -SH_MAG[5] = 2*q0*q2 + 2*q1*q3; -SH_MAG[6] = magE*(2*q0*q1 - 2*q2*q3); -SH_MAG[7] = 2*q1*q3 - 2*q0*q2; -SH_MAG[8] = 2*q0*q3; +// common expressions for XYZ axis observation jacobians +SH_MAG[0] = 2.0f*magD*q3 + 2.0f*magE*q2 + 2.0f*magN*q1; +SH_MAG[1] = 2.0f*magD*q0 - 2.0f*magE*q1 + 2.0f*magN*q2; +SH_MAG[2] = 2.0f*magD*q1 + 2.0f*magE*q0 - 2.0f*magN*q3; +SH_MAG[3] = sq(q3); +SH_MAG[4] = sq(q2); +SH_MAG[5] = sq(q1); +SH_MAG[6] = sq(q0); +SH_MAG[7] = 2.0f*magN*q0; +SH_MAG[8] = 2.0f*magE*q3; -// Calculate the observation jacobian for the X component -float H_MAG[24]; -H_MAG[1] = SH_MAG[6] - magD*SH_MAG[2] - magN*SH_MAG[5]; -H_MAG[2] = magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2); -H_MAG[16] = SH_MAG[1]; -H_MAG[17] = SH_MAG[4]; -H_MAG[18] = SH_MAG[7]; -H_MAG[19] = 1; +// X axis observation jacobians +H_MAG[0] = SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2; +H_MAG[1] = SH_MAG[0]; +H_MAG[2] = -SH_MAG[1]; +H_MAG[3] = SH_MAG[2]; +H_MAG[16] = SH_MAG[5] - SH_MAG[4] - SH_MAG[3] + SH_MAG[6]; +H_MAG[17] = 2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2; +H_MAG[18] = 2.0f*q1*q3 - 2.0f*q0*q2; +H_MAG[19] = 1.0f; -// calculate the Kalman gain matrix for the X component +// common expressions for X axis Kalman gains +SK_MX[0] = 1.0f/(P[19][19] + R_MAG + P[1][19]*SH_MAG[0] - P[2][19]*SH_MAG[1] + P[3][19]*SH_MAG[2] - P[16][19]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + (2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2)*(P[19][17] + P[1][17]*SH_MAG[0] - P[2][17]*SH_MAG[1] + P[3][17]*SH_MAG[2] - P[16][17]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][17]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][17]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3)*(P[19][18] + P[1][18]*SH_MAG[0] - P[2][18]*SH_MAG[1] + P[3][18]*SH_MAG[2] - P[16][18]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][18]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][18]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[19][0] + P[1][0]*SH_MAG[0] - P[2][0]*SH_MAG[1] + P[3][0]*SH_MAG[2] - P[16][0]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][0]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][0]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[17][19]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][19]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + SH_MAG[0]*(P[19][1] + P[1][1]*SH_MAG[0] - P[2][1]*SH_MAG[1] + P[3][1]*SH_MAG[2] - P[16][1]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][1]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][1]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[1]*(P[19][2] + P[1][2]*SH_MAG[0] - P[2][2]*SH_MAG[1] + P[3][2]*SH_MAG[2] - P[16][2]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][2]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][2]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[2]*(P[19][3] + P[1][3]*SH_MAG[0] - P[2][3]*SH_MAG[1] + P[3][3]*SH_MAG[2] - P[16][3]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][3]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][3]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P[19][16] + P[1][16]*SH_MAG[0] - P[2][16]*SH_MAG[1] + P[3][16]*SH_MAG[2] - P[16][16]*(SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) + P[17][16]*(2*q0*q3 + 2.0f*q1*q2) - P[18][16]*(2*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + P[0][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[0][19]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); +SK_MX[1] = SH_MAG[3] + SH_MAG[4] - SH_MAG[5] - SH_MAG[6]; +SK_MX[2] = SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2; +SK_MX[3] = 2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3; +SK_MX[4] = 2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2; -// intermediate variables - note SK_MX[0] is 1/(innovation variance) -float SK_MX[4]; -SK_MX[0] = 1/(P[19][19] + R_MAG - P[1][19]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][19]*SH_MAG[1] + P[17][19]*SH_MAG[4] + P[18][19]*SH_MAG[7] + P[2][19]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) - (magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5])*(P[19][1] - P[1][1]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][1]*SH_MAG[1] + P[17][1]*SH_MAG[4] + P[18][1]*SH_MAG[7] + P[2][1]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))) + SH_MAG[1]*(P[19][16] - P[1][16]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][16]*SH_MAG[1] + P[17][16]*SH_MAG[4] + P[18][16]*SH_MAG[7] + P[2][16]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))) + SH_MAG[4]*(P[19][17] - P[1][17]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][17]*SH_MAG[1] + P[17][17]*SH_MAG[4] + P[18][17]*SH_MAG[7] + P[2][17]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))) + SH_MAG[7]*(P[19][18] - P[1][18]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][18]*SH_MAG[1] + P[17][18]*SH_MAG[4] + P[18][18]*SH_MAG[7] + P[2][18]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))) + (magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))*(P[19][2] - P[1][2]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[16][2]*SH_MAG[1] + P[17][2]*SH_MAG[4] + P[18][2]*SH_MAG[7] + P[2][2]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)))); -SK_MX[1] = magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2); -SK_MX[2] = magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]; -SK_MX[3] = SH_MAG[7]; +// X axis Kalman gains +Kfusion[0] = SK_MX[0]*(P[0][19] + P[0][1]*SH_MAG[0] - P[0][2]*SH_MAG[1] + P[0][3]*SH_MAG[2] + P[0][0]*SK_MX[2] - P[0][16]*SK_MX[1] + P[0][17]*SK_MX[4] - P[0][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[1] = SK_MX[0]*(P[1][19] + P[1][1]*SH_MAG[0] - P[1][2]*SH_MAG[1] + P[1][3]*SH_MAG[2] + P[1][0]*SK_MX[2] - P[1][16]*SK_MX[1] + P[1][17]*SK_MX[4] - P[1][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[2] = SK_MX[0]*(P[2][19] + P[2][1]*SH_MAG[0] - P[2][2]*SH_MAG[1] + P[2][3]*SH_MAG[2] + P[2][0]*SK_MX[2] - P[2][16]*SK_MX[1] + P[2][17]*SK_MX[4] - P[2][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[3] = SK_MX[0]*(P[3][19] + P[3][1]*SH_MAG[0] - P[3][2]*SH_MAG[1] + P[3][3]*SH_MAG[2] + P[3][0]*SK_MX[2] - P[3][16]*SK_MX[1] + P[3][17]*SK_MX[4] - P[3][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[4] = SK_MX[0]*(P[4][19] + P[4][1]*SH_MAG[0] - P[4][2]*SH_MAG[1] + P[4][3]*SH_MAG[2] + P[4][0]*SK_MX[2] - P[4][16]*SK_MX[1] + P[4][17]*SK_MX[4] - P[4][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[5] = SK_MX[0]*(P[5][19] + P[5][1]*SH_MAG[0] - P[5][2]*SH_MAG[1] + P[5][3]*SH_MAG[2] + P[5][0]*SK_MX[2] - P[5][16]*SK_MX[1] + P[5][17]*SK_MX[4] - P[5][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[6] = SK_MX[0]*(P[6][19] + P[6][1]*SH_MAG[0] - P[6][2]*SH_MAG[1] + P[6][3]*SH_MAG[2] + P[6][0]*SK_MX[2] - P[6][16]*SK_MX[1] + P[6][17]*SK_MX[4] - P[6][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[7] = SK_MX[0]*(P[7][19] + P[7][1]*SH_MAG[0] - P[7][2]*SH_MAG[1] + P[7][3]*SH_MAG[2] + P[7][0]*SK_MX[2] - P[7][16]*SK_MX[1] + P[7][17]*SK_MX[4] - P[7][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[8] = SK_MX[0]*(P[8][19] + P[8][1]*SH_MAG[0] - P[8][2]*SH_MAG[1] + P[8][3]*SH_MAG[2] + P[8][0]*SK_MX[2] - P[8][16]*SK_MX[1] + P[8][17]*SK_MX[4] - P[8][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[9] = SK_MX[0]*(P[9][19] + P[9][1]*SH_MAG[0] - P[9][2]*SH_MAG[1] + P[9][3]*SH_MAG[2] + P[9][0]*SK_MX[2] - P[9][16]*SK_MX[1] + P[9][17]*SK_MX[4] - P[9][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[10] = SK_MX[0]*(P[10][19] + P[10][1]*SH_MAG[0] - P[10][2]*SH_MAG[1] + P[10][3]*SH_MAG[2] + P[10][0]*SK_MX[2] - P[10][16]*SK_MX[1] + P[10][17]*SK_MX[4] - P[10][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[11] = SK_MX[0]*(P[11][19] + P[11][1]*SH_MAG[0] - P[11][2]*SH_MAG[1] + P[11][3]*SH_MAG[2] + P[11][0]*SK_MX[2] - P[11][16]*SK_MX[1] + P[11][17]*SK_MX[4] - P[11][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[12] = SK_MX[0]*(P[12][19] + P[12][1]*SH_MAG[0] - P[12][2]*SH_MAG[1] + P[12][3]*SH_MAG[2] + P[12][0]*SK_MX[2] - P[12][16]*SK_MX[1] + P[12][17]*SK_MX[4] - P[12][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[13] = SK_MX[0]*(P[13][19] + P[13][1]*SH_MAG[0] - P[13][2]*SH_MAG[1] + P[13][3]*SH_MAG[2] + P[13][0]*SK_MX[2] - P[13][16]*SK_MX[1] + P[13][17]*SK_MX[4] - P[13][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[14] = SK_MX[0]*(P[14][19] + P[14][1]*SH_MAG[0] - P[14][2]*SH_MAG[1] + P[14][3]*SH_MAG[2] + P[14][0]*SK_MX[2] - P[14][16]*SK_MX[1] + P[14][17]*SK_MX[4] - P[14][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[15] = SK_MX[0]*(P[15][19] + P[15][1]*SH_MAG[0] - P[15][2]*SH_MAG[1] + P[15][3]*SH_MAG[2] + P[15][0]*SK_MX[2] - P[15][16]*SK_MX[1] + P[15][17]*SK_MX[4] - P[15][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[16] = SK_MX[0]*(P[16][19] + P[16][1]*SH_MAG[0] - P[16][2]*SH_MAG[1] + P[16][3]*SH_MAG[2] + P[16][0]*SK_MX[2] - P[16][16]*SK_MX[1] + P[16][17]*SK_MX[4] - P[16][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[17] = SK_MX[0]*(P[17][19] + P[17][1]*SH_MAG[0] - P[17][2]*SH_MAG[1] + P[17][3]*SH_MAG[2] + P[17][0]*SK_MX[2] - P[17][16]*SK_MX[1] + P[17][17]*SK_MX[4] - P[17][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[18] = SK_MX[0]*(P[18][19] + P[18][1]*SH_MAG[0] - P[18][2]*SH_MAG[1] + P[18][3]*SH_MAG[2] + P[18][0]*SK_MX[2] - P[18][16]*SK_MX[1] + P[18][17]*SK_MX[4] - P[18][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[19] = SK_MX[0]*(P[19][19] + P[19][1]*SH_MAG[0] - P[19][2]*SH_MAG[1] + P[19][3]*SH_MAG[2] + P[19][0]*SK_MX[2] - P[19][16]*SK_MX[1] + P[19][17]*SK_MX[4] - P[19][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[20] = SK_MX[0]*(P[20][19] + P[20][1]*SH_MAG[0] - P[20][2]*SH_MAG[1] + P[20][3]*SH_MAG[2] + P[20][0]*SK_MX[2] - P[20][16]*SK_MX[1] + P[20][17]*SK_MX[4] - P[20][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[21] = SK_MX[0]*(P[21][19] + P[21][1]*SH_MAG[0] - P[21][2]*SH_MAG[1] + P[21][3]*SH_MAG[2] + P[21][0]*SK_MX[2] - P[21][16]*SK_MX[1] + P[21][17]*SK_MX[4] - P[21][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[22] = SK_MX[0]*(P[22][19] + P[22][1]*SH_MAG[0] - P[22][2]*SH_MAG[1] + P[22][3]*SH_MAG[2] + P[22][0]*SK_MX[2] - P[22][16]*SK_MX[1] + P[22][17]*SK_MX[4] - P[22][18]*SK_MX[3]); +Kfusion[23] = SK_MX[0]*(P[23][19] + P[23][1]*SH_MAG[0] - P[23][2]*SH_MAG[1] + P[23][3]*SH_MAG[2] + P[23][0]*SK_MX[2] - P[23][16]*SK_MX[1] + P[23][17]*SK_MX[4] - P[23][18]*SK_MX[3]); -float Kfusion[24]; -Kfusion[0] = SK_MX[0]*(P[0][19] + P[0][16]*SH_MAG[1] + P[0][17]*SH_MAG[4] - P[0][1]*SK_MX[2] + P[0][2]*SK_MX[1] + P[0][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[1] = SK_MX[0]*(P[1][19] + P[1][16]*SH_MAG[1] + P[1][17]*SH_MAG[4] - P[1][1]*SK_MX[2] + P[1][2]*SK_MX[1] + P[1][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[2] = SK_MX[0]*(P[2][19] + P[2][16]*SH_MAG[1] + P[2][17]*SH_MAG[4] - P[2][1]*SK_MX[2] + P[2][2]*SK_MX[1] + P[2][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[3] = SK_MX[0]*(P[3][19] + P[3][16]*SH_MAG[1] + P[3][17]*SH_MAG[4] - P[3][1]*SK_MX[2] + P[3][2]*SK_MX[1] + P[3][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[4] = SK_MX[0]*(P[4][19] + P[4][16]*SH_MAG[1] + P[4][17]*SH_MAG[4] - P[4][1]*SK_MX[2] + P[4][2]*SK_MX[1] + P[4][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[5] = SK_MX[0]*(P[5][19] + P[5][16]*SH_MAG[1] + P[5][17]*SH_MAG[4] - P[5][1]*SK_MX[2] + P[5][2]*SK_MX[1] + P[5][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[6] = SK_MX[0]*(P[6][19] + P[6][16]*SH_MAG[1] + P[6][17]*SH_MAG[4] - P[6][1]*SK_MX[2] + P[6][2]*SK_MX[1] + P[6][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[7] = SK_MX[0]*(P[7][19] + P[7][16]*SH_MAG[1] + P[7][17]*SH_MAG[4] - P[7][1]*SK_MX[2] + P[7][2]*SK_MX[1] + P[7][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[8] = SK_MX[0]*(P[8][19] + P[8][16]*SH_MAG[1] + P[8][17]*SH_MAG[4] - P[8][1]*SK_MX[2] + P[8][2]*SK_MX[1] + P[8][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[9] = SK_MX[0]*(P[9][19] + P[9][16]*SH_MAG[1] + P[9][17]*SH_MAG[4] - P[9][1]*SK_MX[2] + P[9][2]*SK_MX[1] + P[9][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[10] = SK_MX[0]*(P[10][19] + P[10][16]*SH_MAG[1] + P[10][17]*SH_MAG[4] - P[10][1]*SK_MX[2] + P[10][2]*SK_MX[1] + P[10][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[11] = SK_MX[0]*(P[11][19] + P[11][16]*SH_MAG[1] + P[11][17]*SH_MAG[4] - P[11][1]*SK_MX[2] + P[11][2]*SK_MX[1] + P[11][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[12] = SK_MX[0]*(P[12][19] + P[12][16]*SH_MAG[1] + P[12][17]*SH_MAG[4] - P[12][1]*SK_MX[2] + P[12][2]*SK_MX[1] + P[12][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[13] = SK_MX[0]*(P[13][19] + P[13][16]*SH_MAG[1] + P[13][17]*SH_MAG[4] - P[13][1]*SK_MX[2] + P[13][2]*SK_MX[1] + P[13][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[14] = SK_MX[0]*(P[14][19] + P[14][16]*SH_MAG[1] + P[14][17]*SH_MAG[4] - P[14][1]*SK_MX[2] + P[14][2]*SK_MX[1] + P[14][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[15] = SK_MX[0]*(P[15][19] + P[15][16]*SH_MAG[1] + P[15][17]*SH_MAG[4] - P[15][1]*SK_MX[2] + P[15][2]*SK_MX[1] + P[15][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[16] = SK_MX[0]*(P[16][19] + P[16][16]*SH_MAG[1] + P[16][17]*SH_MAG[4] - P[16][1]*SK_MX[2] + P[16][2]*SK_MX[1] + P[16][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[17] = SK_MX[0]*(P[17][19] + P[17][16]*SH_MAG[1] + P[17][17]*SH_MAG[4] - P[17][1]*SK_MX[2] + P[17][2]*SK_MX[1] + P[17][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[18] = SK_MX[0]*(P[18][19] + P[18][16]*SH_MAG[1] + P[18][17]*SH_MAG[4] - P[18][1]*SK_MX[2] + P[18][2]*SK_MX[1] + P[18][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[19] = SK_MX[0]*(P[19][19] + P[19][16]*SH_MAG[1] + P[19][17]*SH_MAG[4] - P[19][1]*SK_MX[2] + P[19][2]*SK_MX[1] + P[19][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[20] = SK_MX[0]*(P[20][19] + P[20][16]*SH_MAG[1] + P[20][17]*SH_MAG[4] - P[20][1]*SK_MX[2] + P[20][2]*SK_MX[1] + P[20][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[21] = SK_MX[0]*(P[21][19] + P[21][16]*SH_MAG[1] + P[21][17]*SH_MAG[4] - P[21][1]*SK_MX[2] + P[21][2]*SK_MX[1] + P[21][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[22] = SK_MX[0]*(P[22][19] + P[22][16]*SH_MAG[1] + P[22][17]*SH_MAG[4] - P[22][1]*SK_MX[2] + P[22][2]*SK_MX[1] + P[22][18]*SK_MX[3]); -Kfusion[23] = SK_MX[0]*(P[23][19] + P[23][16]*SH_MAG[1] + P[23][17]*SH_MAG[4] - P[23][1]*SK_MX[2] + P[23][2]*SK_MX[1] + P[23][18]*SK_MX[3]); - -// Calculate the observation jacobian for the Y component -float H_MAG[24]; -H_MAG[0] = magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]; -H_MAG[2] = - magE*SH_MAG[4] - magD*SH_MAG[7] - magN*SH_MAG[1]; -H_MAG[16] = 2*q1*q2 - SH_MAG[8]; -H_MAG[17] = SH_MAG[0]; -H_MAG[18] = SH_MAG[3]; +// Y axis observation Jacobians +H_MAG[0] = SH_MAG[2]; +H_MAG[1] = SH_MAG[1]; +H_MAG[2] = SH_MAG[0]; +H_MAG[3] = 2.0f*magD*q2 - SH_MAG[8] - SH_MAG[7]; +H_MAG[16] = 2.0f*q1*q2 - 2.0f*q0*q3; +H_MAG[17] = SH_MAG[4] - SH_MAG[3] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]; +H_MAG[18] = 2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3; H_MAG[20] = 1; -// calculate the Kalman gain matrix for the Y component +// Common expressions for Y axis Kalamn gains +SK_MY[0] = 1.0f/(P[20][20] + R_MAG + P[0][20]*SH_MAG[2] + P[1][20]*SH_MAG[1] + P[2][20]*SH_MAG[0] - P[17][20]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - (2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2)*(P[20][16] + P[0][16]*SH_MAG[2] + P[1][16]*SH_MAG[1] + P[2][16]*SH_MAG[0] - P[17][16]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][16]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][16]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3)*(P[20][18] + P[0][18]*SH_MAG[2] + P[1][18]*SH_MAG[1] + P[2][18]*SH_MAG[0] - P[17][18]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][18]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][18]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[20][3] + P[0][3]*SH_MAG[2] + P[1][3]*SH_MAG[1] + P[2][3]*SH_MAG[0] - P[17][3]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][3]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][3]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P[16][20]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][20]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[2]*(P[20][0] + P[0][0]*SH_MAG[2] + P[1][0]*SH_MAG[1] + P[2][0]*SH_MAG[0] - P[17][0]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][0]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][0]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[1]*(P[20][1] + P[0][1]*SH_MAG[2] + P[1][1]*SH_MAG[1] + P[2][1]*SH_MAG[0] - P[17][1]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][1]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][1]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P[20][2] + P[0][2]*SH_MAG[2] + P[1][2]*SH_MAG[1] + P[2][2]*SH_MAG[0] - P[17][2]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][2]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][2]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6])*(P[20][17] + P[0][17]*SH_MAG[2] + P[1][17]*SH_MAG[1] + P[2][17]*SH_MAG[0] - P[17][17]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]) - P[16][17]*(2*q0*q3 - 2.0f*q1*q2) + P[18][17]*(2*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - P[3][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - P[3][20]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); +SK_MY[1] = SH_MAG[3] - SH_MAG[4] + SH_MAG[5] - SH_MAG[6]; +SK_MY[2] = SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2; +SK_MY[3] = 2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2; +SK_MY[4] = 2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3; -// intermediate variables - note SK_MY[0] is 1/(innovation variance) -float SK_MY[4]; -SK_MY[0] = 1/(P[20][20] + R_MAG + P[0][20]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][20]*SH_MAG[0] + P[18][20]*SH_MAG[3] - (SH_MAG[8] - 2*q1*q2)*(P[20][16] + P[0][16]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][16]*SH_MAG[0] + P[18][16]*SH_MAG[3] - P[2][16]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[16][16]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) - P[2][20]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) + (magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5])*(P[20][0] + P[0][0]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][0]*SH_MAG[0] + P[18][0]*SH_MAG[3] - P[2][0]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[16][0]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + SH_MAG[0]*(P[20][17] + P[0][17]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][17]*SH_MAG[0] + P[18][17]*SH_MAG[3] - P[2][17]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[16][17]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + SH_MAG[3]*(P[20][18] + P[0][18]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][18]*SH_MAG[0] + P[18][18]*SH_MAG[3] - P[2][18]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[16][18]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) - P[16][20]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2) - (magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1])*(P[20][2] + P[0][2]*(magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]) + P[17][2]*SH_MAG[0] + P[18][2]*SH_MAG[3] - P[2][2]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[16][2]*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))); -SK_MY[1] = magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]; -SK_MY[2] = magD*SH_MAG[2] - SH_MAG[6] + magN*SH_MAG[5]; -SK_MY[3] = SH_MAG[8] - 2*q1*q2; +// Y axis Kalmna gains +Kfusion[0] = SK_MY[0]*(P[0][20] + P[0][0]*SH_MAG[2] + P[0][1]*SH_MAG[1] + P[0][2]*SH_MAG[0] - P[0][3]*SK_MY[2] - P[0][17]*SK_MY[1] - P[0][16]*SK_MY[3] + P[0][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[1] = SK_MY[0]*(P[1][20] + P[1][0]*SH_MAG[2] + P[1][1]*SH_MAG[1] + P[1][2]*SH_MAG[0] - P[1][3]*SK_MY[2] - P[1][17]*SK_MY[1] - P[1][16]*SK_MY[3] + P[1][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[2] = SK_MY[0]*(P[2][20] + P[2][0]*SH_MAG[2] + P[2][1]*SH_MAG[1] + P[2][2]*SH_MAG[0] - P[2][3]*SK_MY[2] - P[2][17]*SK_MY[1] - P[2][16]*SK_MY[3] + P[2][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[3] = SK_MY[0]*(P[3][20] + P[3][0]*SH_MAG[2] + P[3][1]*SH_MAG[1] + P[3][2]*SH_MAG[0] - P[3][3]*SK_MY[2] - P[3][17]*SK_MY[1] - P[3][16]*SK_MY[3] + P[3][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[4] = SK_MY[0]*(P[4][20] + P[4][0]*SH_MAG[2] + P[4][1]*SH_MAG[1] + P[4][2]*SH_MAG[0] - P[4][3]*SK_MY[2] - P[4][17]*SK_MY[1] - P[4][16]*SK_MY[3] + P[4][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[5] = SK_MY[0]*(P[5][20] + P[5][0]*SH_MAG[2] + P[5][1]*SH_MAG[1] + P[5][2]*SH_MAG[0] - P[5][3]*SK_MY[2] - P[5][17]*SK_MY[1] - P[5][16]*SK_MY[3] + P[5][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[6] = SK_MY[0]*(P[6][20] + P[6][0]*SH_MAG[2] + P[6][1]*SH_MAG[1] + P[6][2]*SH_MAG[0] - P[6][3]*SK_MY[2] - P[6][17]*SK_MY[1] - P[6][16]*SK_MY[3] + P[6][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[7] = SK_MY[0]*(P[7][20] + P[7][0]*SH_MAG[2] + P[7][1]*SH_MAG[1] + P[7][2]*SH_MAG[0] - P[7][3]*SK_MY[2] - P[7][17]*SK_MY[1] - P[7][16]*SK_MY[3] + P[7][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[8] = SK_MY[0]*(P[8][20] + P[8][0]*SH_MAG[2] + P[8][1]*SH_MAG[1] + P[8][2]*SH_MAG[0] - P[8][3]*SK_MY[2] - P[8][17]*SK_MY[1] - P[8][16]*SK_MY[3] + P[8][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[9] = SK_MY[0]*(P[9][20] + P[9][0]*SH_MAG[2] + P[9][1]*SH_MAG[1] + P[9][2]*SH_MAG[0] - P[9][3]*SK_MY[2] - P[9][17]*SK_MY[1] - P[9][16]*SK_MY[3] + P[9][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[10] = SK_MY[0]*(P[10][20] + P[10][0]*SH_MAG[2] + P[10][1]*SH_MAG[1] + P[10][2]*SH_MAG[0] - P[10][3]*SK_MY[2] - P[10][17]*SK_MY[1] - P[10][16]*SK_MY[3] + P[10][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[11] = SK_MY[0]*(P[11][20] + P[11][0]*SH_MAG[2] + P[11][1]*SH_MAG[1] + P[11][2]*SH_MAG[0] - P[11][3]*SK_MY[2] - P[11][17]*SK_MY[1] - P[11][16]*SK_MY[3] + P[11][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[12] = SK_MY[0]*(P[12][20] + P[12][0]*SH_MAG[2] + P[12][1]*SH_MAG[1] + P[12][2]*SH_MAG[0] - P[12][3]*SK_MY[2] - P[12][17]*SK_MY[1] - P[12][16]*SK_MY[3] + P[12][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[13] = SK_MY[0]*(P[13][20] + P[13][0]*SH_MAG[2] + P[13][1]*SH_MAG[1] + P[13][2]*SH_MAG[0] - P[13][3]*SK_MY[2] - P[13][17]*SK_MY[1] - P[13][16]*SK_MY[3] + P[13][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[14] = SK_MY[0]*(P[14][20] + P[14][0]*SH_MAG[2] + P[14][1]*SH_MAG[1] + P[14][2]*SH_MAG[0] - P[14][3]*SK_MY[2] - P[14][17]*SK_MY[1] - P[14][16]*SK_MY[3] + P[14][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[15] = SK_MY[0]*(P[15][20] + P[15][0]*SH_MAG[2] + P[15][1]*SH_MAG[1] + P[15][2]*SH_MAG[0] - P[15][3]*SK_MY[2] - P[15][17]*SK_MY[1] - P[15][16]*SK_MY[3] + P[15][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[16] = SK_MY[0]*(P[16][20] + P[16][0]*SH_MAG[2] + P[16][1]*SH_MAG[1] + P[16][2]*SH_MAG[0] - P[16][3]*SK_MY[2] - P[16][17]*SK_MY[1] - P[16][16]*SK_MY[3] + P[16][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[17] = SK_MY[0]*(P[17][20] + P[17][0]*SH_MAG[2] + P[17][1]*SH_MAG[1] + P[17][2]*SH_MAG[0] - P[17][3]*SK_MY[2] - P[17][17]*SK_MY[1] - P[17][16]*SK_MY[3] + P[17][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[18] = SK_MY[0]*(P[18][20] + P[18][0]*SH_MAG[2] + P[18][1]*SH_MAG[1] + P[18][2]*SH_MAG[0] - P[18][3]*SK_MY[2] - P[18][17]*SK_MY[1] - P[18][16]*SK_MY[3] + P[18][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[19] = SK_MY[0]*(P[19][20] + P[19][0]*SH_MAG[2] + P[19][1]*SH_MAG[1] + P[19][2]*SH_MAG[0] - P[19][3]*SK_MY[2] - P[19][17]*SK_MY[1] - P[19][16]*SK_MY[3] + P[19][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[20] = SK_MY[0]*(P[20][20] + P[20][0]*SH_MAG[2] + P[20][1]*SH_MAG[1] + P[20][2]*SH_MAG[0] - P[20][3]*SK_MY[2] - P[20][17]*SK_MY[1] - P[20][16]*SK_MY[3] + P[20][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[21] = SK_MY[0]*(P[21][20] + P[21][0]*SH_MAG[2] + P[21][1]*SH_MAG[1] + P[21][2]*SH_MAG[0] - P[21][3]*SK_MY[2] - P[21][17]*SK_MY[1] - P[21][16]*SK_MY[3] + P[21][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[22] = SK_MY[0]*(P[22][20] + P[22][0]*SH_MAG[2] + P[22][1]*SH_MAG[1] + P[22][2]*SH_MAG[0] - P[22][3]*SK_MY[2] - P[22][17]*SK_MY[1] - P[22][16]*SK_MY[3] + P[22][18]*SK_MY[4]); +Kfusion[23] = SK_MY[0]*(P[23][20] + P[23][0]*SH_MAG[2] + P[23][1]*SH_MAG[1] + P[23][2]*SH_MAG[0] - P[23][3]*SK_MY[2] - P[23][17]*SK_MY[1] - P[23][16]*SK_MY[3] + P[23][18]*SK_MY[4]); -float Kfusion[24]; -Kfusion[0] = SK_MY[0]*(P[0][20] + P[0][17]*SH_MAG[0] + P[0][18]*SH_MAG[3] + P[0][0]*SK_MY[2] - P[0][2]*SK_MY[1] - P[0][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[1] = SK_MY[0]*(P[1][20] + P[1][17]*SH_MAG[0] + P[1][18]*SH_MAG[3] + P[1][0]*SK_MY[2] - P[1][2]*SK_MY[1] - P[1][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[2] = SK_MY[0]*(P[2][20] + P[2][17]*SH_MAG[0] + P[2][18]*SH_MAG[3] + P[2][0]*SK_MY[2] - P[2][2]*SK_MY[1] - P[2][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[3] = SK_MY[0]*(P[3][20] + P[3][17]*SH_MAG[0] + P[3][18]*SH_MAG[3] + P[3][0]*SK_MY[2] - P[3][2]*SK_MY[1] - P[3][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[4] = SK_MY[0]*(P[4][20] + P[4][17]*SH_MAG[0] + P[4][18]*SH_MAG[3] + P[4][0]*SK_MY[2] - P[4][2]*SK_MY[1] - P[4][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[5] = SK_MY[0]*(P[5][20] + P[5][17]*SH_MAG[0] + P[5][18]*SH_MAG[3] + P[5][0]*SK_MY[2] - P[5][2]*SK_MY[1] - P[5][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[6] = SK_MY[0]*(P[6][20] + P[6][17]*SH_MAG[0] + P[6][18]*SH_MAG[3] + P[6][0]*SK_MY[2] - P[6][2]*SK_MY[1] - P[6][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[7] = SK_MY[0]*(P[7][20] + P[7][17]*SH_MAG[0] + P[7][18]*SH_MAG[3] + P[7][0]*SK_MY[2] - P[7][2]*SK_MY[1] - P[7][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[8] = SK_MY[0]*(P[8][20] + P[8][17]*SH_MAG[0] + P[8][18]*SH_MAG[3] + P[8][0]*SK_MY[2] - P[8][2]*SK_MY[1] - P[8][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[9] = SK_MY[0]*(P[9][20] + P[9][17]*SH_MAG[0] + P[9][18]*SH_MAG[3] + P[9][0]*SK_MY[2] - P[9][2]*SK_MY[1] - P[9][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[10] = SK_MY[0]*(P[10][20] + P[10][17]*SH_MAG[0] + P[10][18]*SH_MAG[3] + P[10][0]*SK_MY[2] - P[10][2]*SK_MY[1] - P[10][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[11] = SK_MY[0]*(P[11][20] + P[11][17]*SH_MAG[0] + P[11][18]*SH_MAG[3] + P[11][0]*SK_MY[2] - P[11][2]*SK_MY[1] - P[11][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[12] = SK_MY[0]*(P[12][20] + P[12][17]*SH_MAG[0] + P[12][18]*SH_MAG[3] + P[12][0]*SK_MY[2] - P[12][2]*SK_MY[1] - P[12][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[13] = SK_MY[0]*(P[13][20] + P[13][17]*SH_MAG[0] + P[13][18]*SH_MAG[3] + P[13][0]*SK_MY[2] - P[13][2]*SK_MY[1] - P[13][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[14] = SK_MY[0]*(P[14][20] + P[14][17]*SH_MAG[0] + P[14][18]*SH_MAG[3] + P[14][0]*SK_MY[2] - P[14][2]*SK_MY[1] - P[14][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[15] = SK_MY[0]*(P[15][20] + P[15][17]*SH_MAG[0] + P[15][18]*SH_MAG[3] + P[15][0]*SK_MY[2] - P[15][2]*SK_MY[1] - P[15][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[16] = SK_MY[0]*(P[16][20] + P[16][17]*SH_MAG[0] + P[16][18]*SH_MAG[3] + P[16][0]*SK_MY[2] - P[16][2]*SK_MY[1] - P[16][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[17] = SK_MY[0]*(P[17][20] + P[17][17]*SH_MAG[0] + P[17][18]*SH_MAG[3] + P[17][0]*SK_MY[2] - P[17][2]*SK_MY[1] - P[17][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[18] = SK_MY[0]*(P[18][20] + P[18][17]*SH_MAG[0] + P[18][18]*SH_MAG[3] + P[18][0]*SK_MY[2] - P[18][2]*SK_MY[1] - P[18][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[19] = SK_MY[0]*(P[19][20] + P[19][17]*SH_MAG[0] + P[19][18]*SH_MAG[3] + P[19][0]*SK_MY[2] - P[19][2]*SK_MY[1] - P[19][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[20] = SK_MY[0]*(P[20][20] + P[20][17]*SH_MAG[0] + P[20][18]*SH_MAG[3] + P[20][0]*SK_MY[2] - P[20][2]*SK_MY[1] - P[20][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[21] = SK_MY[0]*(P[21][20] + P[21][17]*SH_MAG[0] + P[21][18]*SH_MAG[3] + P[21][0]*SK_MY[2] - P[21][2]*SK_MY[1] - P[21][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[22] = SK_MY[0]*(P[22][20] + P[22][17]*SH_MAG[0] + P[22][18]*SH_MAG[3] + P[22][0]*SK_MY[2] - P[22][2]*SK_MY[1] - P[22][16]*SK_MY[3]); -Kfusion[23] = SK_MY[0]*(P[23][20] + P[23][17]*SH_MAG[0] + P[23][18]*SH_MAG[3] + P[23][0]*SK_MY[2] - P[23][2]*SK_MY[1] - P[23][16]*SK_MY[3]); - -// Calculate the observation jacobian for the Z component -float H_MAG[24]; -H_MAG[0] = magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2) - magD*SH_MAG[3] - magE*SH_MAG[0]; -H_MAG[1] = magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]; -H_MAG[16] = SH_MAG[5]; -H_MAG[17] = 2*q2*q3 - 2*q0*q1; -H_MAG[18] = SH_MAG[2]; +// Z axis observation Jacobians +H_MAG[0] = SH_MAG[1]; +H_MAG[1] = -SH_MAG[2]; +H_MAG[2] = SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2; +H_MAG[3] = SH_MAG[0]; +H_MAG[16] = 2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3; +H_MAG[17] = 2.0f*q2*q3 - 2.0f*q0*q1; +H_MAG[18] = SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]; H_MAG[21] = 1; -// calculate the Kalman gain matrix for the Z component +// Common expressions for Z axis Kalman gains +SK_MZ[0] = 1.0f/(P[21][21] + R_MAG + P[0][21]*SH_MAG[1] - P[1][21]*SH_MAG[2] + P[3][21]*SH_MAG[0] + P[18][21]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + (2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3)*(P[21][16] + P[0][16]*SH_MAG[1] - P[1][16]*SH_MAG[2] + P[3][16]*SH_MAG[0] + P[18][16]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][16]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][16]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][16]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - (2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3)*(P[21][17] + P[0][17]*SH_MAG[1] - P[1][17]*SH_MAG[2] + P[3][17]*SH_MAG[0] + P[18][17]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][17]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][17]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][17]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)*(P[21][2] + P[0][2]*SH_MAG[1] - P[1][2]*SH_MAG[2] + P[3][2]*SH_MAG[0] + P[18][2]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][2]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][2]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][2]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[16][21]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][21]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + SH_MAG[1]*(P[21][0] + P[0][0]*SH_MAG[1] - P[1][0]*SH_MAG[2] + P[3][0]*SH_MAG[0] + P[18][0]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][0]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][0]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][0]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) - SH_MAG[2]*(P[21][1] + P[0][1]*SH_MAG[1] - P[1][1]*SH_MAG[2] + P[3][1]*SH_MAG[0] + P[18][1]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][1]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][1]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][1]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + SH_MAG[0]*(P[21][3] + P[0][3]*SH_MAG[1] - P[1][3]*SH_MAG[2] + P[3][3]*SH_MAG[0] + P[18][3]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][3]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][3]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][3]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + (SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6])*(P[21][18] + P[0][18]*SH_MAG[1] - P[1][18]*SH_MAG[2] + P[3][18]*SH_MAG[0] + P[18][18]*(SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]) + P[16][18]*(2*q0*q2 + 2.0f*q1*q3) - P[17][18]*(2*q0*q1 - 2.0f*q2*q3) + P[2][18]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)) + P[2][21]*(SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2)); +SK_MZ[1] = SH_MAG[3] - SH_MAG[4] - SH_MAG[5] + SH_MAG[6]; +SK_MZ[2] = SH_MAG[7] + SH_MAG[8] - 2.0f*magD*q2; +SK_MZ[3] = 2.0f*q0*q1 - 2.0f*q2*q3; +SK_MZ[4] = 2.0f*q0*q2 + 2.0f*q1*q3; -// intermediate variables - note SK_MZ[0] is 1/(innovation variance) -float SK_MZ[4][1]; -SK_MZ[0] = 1/(P[21][21] + R_MAG + P[16][21]*SH_MAG[5] + P[18][21]*SH_MAG[2] - (2*q0*q1 - 2*q2*q3)*(P[21][17] + P[16][17]*SH_MAG[5] + P[18][17]*SH_MAG[2] - P[0][17]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][17]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[17][17]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)) - P[0][21]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][21]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) + SH_MAG[5]*(P[21][16] + P[16][16]*SH_MAG[5] + P[18][16]*SH_MAG[2] - P[0][16]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][16]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[17][16]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)) + SH_MAG[2]*(P[21][18] + P[16][18]*SH_MAG[5] + P[18][18]*SH_MAG[2] - P[0][18]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][18]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[17][18]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)) - (magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2))*(P[21][0] + P[16][0]*SH_MAG[5] + P[18][0]*SH_MAG[2] - P[0][0]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][0]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[17][0]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3)) - P[17][21]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3) + (magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1])*(P[21][1] + P[16][1]*SH_MAG[5] + P[18][1]*SH_MAG[2] - P[0][1]*(magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2)) + P[1][1]*(magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]) - P[17][1]*(2*q0*q1 - 2*q2*q3))); -SK_MZ[1] = magE*SH_MAG[0] + magD*SH_MAG[3] - magN*(SH_MAG[8] - 2*q1*q2); -SK_MZ[2] = magE*SH_MAG[4] + magD*SH_MAG[7] + magN*SH_MAG[1]; -SK_MZ[3] = 2*q0*q1 - 2*q2*q3; - -float Kfusion[24]; -Kfusion[0] = SK_MZ[0]*(P[0][21] + P[0][18]*SH_MAG[2] + P[0][16]*SH_MAG[5] - P[0][0]*SK_MZ[1] + P[0][1]*SK_MZ[2] - P[0][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[1] = SK_MZ[0]*(P[1][21] + P[1][18]*SH_MAG[2] + P[1][16]*SH_MAG[5] - P[1][0]*SK_MZ[1] + P[1][1]*SK_MZ[2] - P[1][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[2] = SK_MZ[0]*(P[2][21] + P[2][18]*SH_MAG[2] + P[2][16]*SH_MAG[5] - P[2][0]*SK_MZ[1] + P[2][1]*SK_MZ[2] - P[2][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[3] = SK_MZ[0]*(P[3][21] + P[3][18]*SH_MAG[2] + P[3][16]*SH_MAG[5] - P[3][0]*SK_MZ[1] + P[3][1]*SK_MZ[2] - P[3][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[4] = SK_MZ[0]*(P[4][21] + P[4][18]*SH_MAG[2] + P[4][16]*SH_MAG[5] - P[4][0]*SK_MZ[1] + P[4][1]*SK_MZ[2] - P[4][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[5] = SK_MZ[0]*(P[5][21] + P[5][18]*SH_MAG[2] + P[5][16]*SH_MAG[5] - P[5][0]*SK_MZ[1] + P[5][1]*SK_MZ[2] - P[5][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[6] = SK_MZ[0]*(P[6][21] + P[6][18]*SH_MAG[2] + P[6][16]*SH_MAG[5] - P[6][0]*SK_MZ[1] + P[6][1]*SK_MZ[2] - P[6][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[7] = SK_MZ[0]*(P[7][21] + P[7][18]*SH_MAG[2] + P[7][16]*SH_MAG[5] - P[7][0]*SK_MZ[1] + P[7][1]*SK_MZ[2] - P[7][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[8] = SK_MZ[0]*(P[8][21] + P[8][18]*SH_MAG[2] + P[8][16]*SH_MAG[5] - P[8][0]*SK_MZ[1] + P[8][1]*SK_MZ[2] - P[8][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[9] = SK_MZ[0]*(P[9][21] + P[9][18]*SH_MAG[2] + P[9][16]*SH_MAG[5] - P[9][0]*SK_MZ[1] + P[9][1]*SK_MZ[2] - P[9][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[10] = SK_MZ[0]*(P[10][21] + P[10][18]*SH_MAG[2] + P[10][16]*SH_MAG[5] - P[10][0]*SK_MZ[1] + P[10][1]*SK_MZ[2] - P[10][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[11] = SK_MZ[0]*(P[11][21] + P[11][18]*SH_MAG[2] + P[11][16]*SH_MAG[5] - P[11][0]*SK_MZ[1] + P[11][1]*SK_MZ[2] - P[11][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[12] = SK_MZ[0]*(P[12][21] + P[12][18]*SH_MAG[2] + P[12][16]*SH_MAG[5] - P[12][0]*SK_MZ[1] + P[12][1]*SK_MZ[2] - P[12][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[13] = SK_MZ[0]*(P[13][21] + P[13][18]*SH_MAG[2] + P[13][16]*SH_MAG[5] - P[13][0]*SK_MZ[1] + P[13][1]*SK_MZ[2] - P[13][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[14] = SK_MZ[0]*(P[14][21] + P[14][18]*SH_MAG[2] + P[14][16]*SH_MAG[5] - P[14][0]*SK_MZ[1] + P[14][1]*SK_MZ[2] - P[14][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[15] = SK_MZ[0]*(P[15][21] + P[15][18]*SH_MAG[2] + P[15][16]*SH_MAG[5] - P[15][0]*SK_MZ[1] + P[15][1]*SK_MZ[2] - P[15][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[16] = SK_MZ[0]*(P[16][21] + P[16][18]*SH_MAG[2] + P[16][16]*SH_MAG[5] - P[16][0]*SK_MZ[1] + P[16][1]*SK_MZ[2] - P[16][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[17] = SK_MZ[0]*(P[17][21] + P[17][18]*SH_MAG[2] + P[17][16]*SH_MAG[5] - P[17][0]*SK_MZ[1] + P[17][1]*SK_MZ[2] - P[17][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[18] = SK_MZ[0]*(P[18][21] + P[18][18]*SH_MAG[2] + P[18][16]*SH_MAG[5] - P[18][0]*SK_MZ[1] + P[18][1]*SK_MZ[2] - P[18][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[19] = SK_MZ[0]*(P[19][21] + P[19][18]*SH_MAG[2] + P[19][16]*SH_MAG[5] - P[19][0]*SK_MZ[1] + P[19][1]*SK_MZ[2] - P[19][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[20] = SK_MZ[0]*(P[20][21] + P[20][18]*SH_MAG[2] + P[20][16]*SH_MAG[5] - P[20][0]*SK_MZ[1] + P[20][1]*SK_MZ[2] - P[20][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[21] = SK_MZ[0]*(P[21][21] + P[21][18]*SH_MAG[2] + P[21][16]*SH_MAG[5] - P[21][0]*SK_MZ[1] + P[21][1]*SK_MZ[2] - P[21][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[22] = SK_MZ[0]*(P[22][21] + P[22][18]*SH_MAG[2] + P[22][16]*SH_MAG[5] - P[22][0]*SK_MZ[1] + P[22][1]*SK_MZ[2] - P[22][17]*SK_MZ[3]); -Kfusion[23] = SK_MZ[0]*(P[23][21] + P[23][18]*SH_MAG[2] + P[23][16]*SH_MAG[5] - P[23][0]*SK_MZ[1] + P[23][1]*SK_MZ[2] - P[23][17]*SK_MZ[3]); \ No newline at end of file +// Z axis Kalman gains +Kfusion[0] = SK_MZ[0]*(P[0][21] + P[0][0]*SH_MAG[1] - P[0][1]*SH_MAG[2] + P[0][3]*SH_MAG[0] + P[0][2]*SK_MZ[2] + P[0][18]*SK_MZ[1] + P[0][16]*SK_MZ[4] - P[0][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[1] = SK_MZ[0]*(P[1][21] + P[1][0]*SH_MAG[1] - P[1][1]*SH_MAG[2] + P[1][3]*SH_MAG[0] + P[1][2]*SK_MZ[2] + P[1][18]*SK_MZ[1] + P[1][16]*SK_MZ[4] - P[1][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[2] = SK_MZ[0]*(P[2][21] + P[2][0]*SH_MAG[1] - P[2][1]*SH_MAG[2] + P[2][3]*SH_MAG[0] + P[2][2]*SK_MZ[2] + P[2][18]*SK_MZ[1] + P[2][16]*SK_MZ[4] - P[2][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[3] = SK_MZ[0]*(P[3][21] + P[3][0]*SH_MAG[1] - P[3][1]*SH_MAG[2] + P[3][3]*SH_MAG[0] + P[3][2]*SK_MZ[2] + P[3][18]*SK_MZ[1] + P[3][16]*SK_MZ[4] - P[3][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[4] = SK_MZ[0]*(P[4][21] + P[4][0]*SH_MAG[1] - P[4][1]*SH_MAG[2] + P[4][3]*SH_MAG[0] + P[4][2]*SK_MZ[2] + P[4][18]*SK_MZ[1] + P[4][16]*SK_MZ[4] - P[4][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[5] = SK_MZ[0]*(P[5][21] + P[5][0]*SH_MAG[1] - P[5][1]*SH_MAG[2] + P[5][3]*SH_MAG[0] + P[5][2]*SK_MZ[2] + P[5][18]*SK_MZ[1] + P[5][16]*SK_MZ[4] - P[5][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[6] = SK_MZ[0]*(P[6][21] + P[6][0]*SH_MAG[1] - P[6][1]*SH_MAG[2] + P[6][3]*SH_MAG[0] + P[6][2]*SK_MZ[2] + P[6][18]*SK_MZ[1] + P[6][16]*SK_MZ[4] - P[6][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[7] = SK_MZ[0]*(P[7][21] + P[7][0]*SH_MAG[1] - P[7][1]*SH_MAG[2] + P[7][3]*SH_MAG[0] + P[7][2]*SK_MZ[2] + P[7][18]*SK_MZ[1] + P[7][16]*SK_MZ[4] - P[7][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[8] = SK_MZ[0]*(P[8][21] + P[8][0]*SH_MAG[1] - P[8][1]*SH_MAG[2] + P[8][3]*SH_MAG[0] + P[8][2]*SK_MZ[2] + P[8][18]*SK_MZ[1] + P[8][16]*SK_MZ[4] - P[8][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[9] = SK_MZ[0]*(P[9][21] + P[9][0]*SH_MAG[1] - P[9][1]*SH_MAG[2] + P[9][3]*SH_MAG[0] + P[9][2]*SK_MZ[2] + P[9][18]*SK_MZ[1] + P[9][16]*SK_MZ[4] - P[9][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[10] = SK_MZ[0]*(P[10][21] + P[10][0]*SH_MAG[1] - P[10][1]*SH_MAG[2] + P[10][3]*SH_MAG[0] + P[10][2]*SK_MZ[2] + P[10][18]*SK_MZ[1] + P[10][16]*SK_MZ[4] - P[10][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[11] = SK_MZ[0]*(P[11][21] + P[11][0]*SH_MAG[1] - P[11][1]*SH_MAG[2] + P[11][3]*SH_MAG[0] + P[11][2]*SK_MZ[2] + P[11][18]*SK_MZ[1] + P[11][16]*SK_MZ[4] - P[11][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[12] = SK_MZ[0]*(P[12][21] + P[12][0]*SH_MAG[1] - P[12][1]*SH_MAG[2] + P[12][3]*SH_MAG[0] + P[12][2]*SK_MZ[2] + P[12][18]*SK_MZ[1] + P[12][16]*SK_MZ[4] - P[12][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[13] = SK_MZ[0]*(P[13][21] + P[13][0]*SH_MAG[1] - P[13][1]*SH_MAG[2] + P[13][3]*SH_MAG[0] + P[13][2]*SK_MZ[2] + P[13][18]*SK_MZ[1] + P[13][16]*SK_MZ[4] - P[13][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[14] = SK_MZ[0]*(P[14][21] + P[14][0]*SH_MAG[1] - P[14][1]*SH_MAG[2] + P[14][3]*SH_MAG[0] + P[14][2]*SK_MZ[2] + P[14][18]*SK_MZ[1] + P[14][16]*SK_MZ[4] - P[14][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[15] = SK_MZ[0]*(P[15][21] + P[15][0]*SH_MAG[1] - P[15][1]*SH_MAG[2] + P[15][3]*SH_MAG[0] + P[15][2]*SK_MZ[2] + P[15][18]*SK_MZ[1] + P[15][16]*SK_MZ[4] - P[15][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[16] = SK_MZ[0]*(P[16][21] + P[16][0]*SH_MAG[1] - P[16][1]*SH_MAG[2] + P[16][3]*SH_MAG[0] + P[16][2]*SK_MZ[2] + P[16][18]*SK_MZ[1] + P[16][16]*SK_MZ[4] - P[16][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[17] = SK_MZ[0]*(P[17][21] + P[17][0]*SH_MAG[1] - P[17][1]*SH_MAG[2] + P[17][3]*SH_MAG[0] + P[17][2]*SK_MZ[2] + P[17][18]*SK_MZ[1] + P[17][16]*SK_MZ[4] - P[17][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[18] = SK_MZ[0]*(P[18][21] + P[18][0]*SH_MAG[1] - P[18][1]*SH_MAG[2] + P[18][3]*SH_MAG[0] + P[18][2]*SK_MZ[2] + P[18][18]*SK_MZ[1] + P[18][16]*SK_MZ[4] - P[18][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[19] = SK_MZ[0]*(P[19][21] + P[19][0]*SH_MAG[1] - P[19][1]*SH_MAG[2] + P[19][3]*SH_MAG[0] + P[19][2]*SK_MZ[2] + P[19][18]*SK_MZ[1] + P[19][16]*SK_MZ[4] - P[19][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[20] = SK_MZ[0]*(P[20][21] + P[20][0]*SH_MAG[1] - P[20][1]*SH_MAG[2] + P[20][3]*SH_MAG[0] + P[20][2]*SK_MZ[2] + P[20][18]*SK_MZ[1] + P[20][16]*SK_MZ[4] - P[20][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[21] = SK_MZ[0]*(P[21][21] + P[21][0]*SH_MAG[1] - P[21][1]*SH_MAG[2] + P[21][3]*SH_MAG[0] + P[21][2]*SK_MZ[2] + P[21][18]*SK_MZ[1] + P[21][16]*SK_MZ[4] - P[21][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[22] = SK_MZ[0]*(P[22][21] + P[22][0]*SH_MAG[1] - P[22][1]*SH_MAG[2] + P[22][3]*SH_MAG[0] + P[22][2]*SK_MZ[2] + P[22][18]*SK_MZ[1] + P[22][16]*SK_MZ[4] - P[22][17]*SK_MZ[3]); +Kfusion[23] = SK_MZ[0]*(P[23][21] + P[23][0]*SH_MAG[1] - P[23][1]*SH_MAG[2] + P[23][3]*SH_MAG[0] + P[23][2]*SK_MZ[2] + P[23][18]*SK_MZ[1] + P[23][16]*SK_MZ[4] - P[23][17]*SK_MZ[3]); diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Notes.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Notes.txt index 3518d28bd4..0e0e06616f 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Notes.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Notes.txt @@ -15,36 +15,8 @@ It is important that maximum useage of the sparsity in the H matrix be taken adv otherwise the matrix operations should need unrolled with inclusion of conditional statements to improve efficiency. Examples of this technique can be found in the existing att_pos_ekf_estimator library -It is important that the attitude error state vector (first three states) be zeroed prior to fusion of a new observation. This is becasue it is assumed -that the predicted quaternion attitude is corrected using the attitude error estimate each time an observation is fused. - -Measurement fusion steps: - -1) Calculate the innovation - -2) Calculate the observation partial derivative (Jacobian) vector. For direct state observations this has not been provided as it is trivial, -eg [0 0 0 1 0 .....] for a north velocity measurement - -3) Calculate the innovation variance and apply an innovatino consistency check to determine if he observation should be fused. BTW, if -(H*P*transpose(H) + R) < R, then the covariance matrix has become ill conditioned and should probably be reset. Certainly fusion of data -should not be performed if H*P*transpose(H) < 0 - -4) Calculate the Kalman gain vector - -5) Zero the first three states in the state vector - -6) Calculate and apply a correction to the states which is the product of the Kalman gain matrix and innovation - -7) The first three states represent the estimated angular misalignment vector. Rotate the predicted quaternion from the last INS calculation through -the reciprocal rotation to remove the error - -8) Update the covariance using the standard P = (I - K*H)*P operator, taking advatage of sparseness in the H and I matrices. This has been implemented -in the code as a P - KHP operation. Note, the use of the short rather thn Joseph or other mumerically more accurate form of the equation and use of single -precision operations means that numerical stability can be an issue, so symmetry and non-negative diagonal elements must be enforced after every -covariance update. - NOTES FOR COVARIANCE PREDICTION Only expression for the upper diagonal is provided. The values will need to be copied across to the lower diagnal elements assuming symmetry Process noise for time invariant states, eg Gyro bias, has not been included in the auto-code. The process noise variance for these states will -need to be added in a separate operation. \ No newline at end of file +need to be added in a separate operation. diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Optical Flow Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Optical Flow Fusion.txt index c1f76bf491..6c9aed1462 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Optical Flow Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Optical Flow Fusion.txt @@ -3,219 +3,265 @@ // Observations are body modtion compensated optica flow rates about the X and Y body axis // Sequential fusion is used (observation errors about each axis are assumed to be uncorrelated) -float H_LOS[2][24]; +float H_LOS[2][24]; // Optical flow observation Jacobians +float Kfusion[24][2]; // Optical flow Kalman gains // calculate X axis observation Jacobian float t2 = 1.0f / range; -float t3 = q0 * q0; -float t4 = q1 * q1; -float t5 = q2 * q2; -float t6 = q3 * q3; -float t7 = q0 * q2 * 2.0f; -float t8 = q1 * q3 * 2.0f; -float t9 = q0 * q3 * 2.0f; -float t10 = q1 * q2 * 2.0f; -float t11 = q0 * q1 * 2.0f; -H_LOS[0][0] = t2 * (vn * (t7 + t8) + vd * (t3 - t4 - t5 + t6) - ve * (t11 - q2 * q3 * 2.0f)); -H_LOS[0][2] = -t2 * (ve * (t9 + t10) - vd * (t7 - t8) + vn * (t3 + t4 - t5 - t6)); -H_LOS[0][3] = -t2 * (t9 - t10); -H_LOS[0][4] = t2 * (t3 - t4 + t5 - t6); -H_LOS[0][5] = t2 * (t11 + q2 * q3 * 2.0f); +H_LOS[0][0] = t2*(q1*vd*2.0f+q0*ve*2.0f-q3*vn*2.0f); +H_LOS[0][1] = t2*(q0*vd*2.0f-q1*ve*2.0f+q2*vn*2.0f); +H_LOS[0][2] = t2*(q3*vd*2.0f+q2*ve*2.0f+q1*vn*2.0f); +H_LOS[0][3] = -t2*(q2*vd*-2.0f+q3*ve*2.0f+q0*vn*2.0f); +H_LOS[0][4] = -t2*(q0*q3*2.0f-q1*q2*2.0f); +H_LOS[0][5] = t2*(q0*q0-q1*q1+q2*q2-q3*q3); +H_LOS[0][6] = t2*(q0*q1*2.0f+q2*q3*2.0f); -// calculate X axis Kalman gains -t2 = 1.0/range; -t3 = q0*q1*2.0; -t4 = q2*q3*2.0; -t5 = q0*q0; -t6 = q1*q1; -t7 = q2*q2; -t8 = q3*q3; -t9 = q0*q2*2.0; -t10 = q1*q3*2.0; -t11 = q0*q3*2.0; -float t12 = q1*q2*2.0; -float t13 = t11-t12; -float t14 = t3+t4; -float t15 = t5-t6-t7+t8; -float t16 = t15*vd; -float t17 = t3-t4; -float t18 = t9+t10; -float t19 = t18*vn; -float t28 = t17*ve; -float t20 = t16+t19-t28; -float t21 = t5+t6-t7-t8; -float t22 = t21*vn; -float t23 = t9-t10; -float t24 = t11+t12; -float t25 = t24*ve; -float t29 = t23*vd; -float t26 = t22+t25-t29; -float t27 = t5-t6+t7-t8; -float t30 = P[0][0]*t2*t20; -float t31 = P[5][3]*t2*t14; -float t32 = P[0][3]*t2*t20; -float t33 = P[4][3]*t2*t27; -float t56 = P[3][3]*t2*t13; -float t57 = P[2][3]*t2*t26; -float t34 = t31+t32+t33-t56-t57; -float t35 = P[5][5]*t2*t14; -float t36 = P[0][5]*t2*t20; -float t37 = P[4][5]*t2*t27; -float t59 = P[3][5]*t2*t13; -float t60 = P[2][5]*t2*t26; -float t38 = t35+t36+t37-t59-t60; -float t39 = t2*t14*t38; -float t40 = P[5][0]*t2*t14; -float t41 = P[4][0]*t2*t27; -float t61 = P[3][0]*t2*t13; -float t62 = P[2][0]*t2*t26; -float t42 = t30+t40+t41-t61-t62; -float t43 = t2*t20*t42; -float t44 = P[5][2]*t2*t14; -float t45 = P[0][2]*t2*t20; -float t46 = P[4][2]*t2*t27; -float t55 = P[2][2]*t2*t26; -float t63 = P[3][2]*t2*t13; -float t47 = t44+t45+t46-t55-t63; -float t48 = P[5][4]*t2*t14; -float t49 = P[0][4]*t2*t20; -float t50 = P[4][4]*t2*t27; -float t65 = P[3][4]*t2*t13; -float t66 = P[2][4]*t2*t26; -float t51 = t48+t49+t50-t65-t66; -float t52 = t2*t27*t51; -float t58 = t2*t13*t34; -float t64 = t2*t26*t47; -float t53 = R_LOS+t39+t43+t52-t58-t64; -float t54 = 1.0/t53; -Kfusion[0][0] = t54*(t30-P[0][3]*t2*(t11-q1*q2*2.0)+P[0][5]*t2*t14-P[0][2]*t2*t26+P[0][4]*t2*t27); -Kfusion[1][0] = t54*(-P[1][3]*t2*t13+P[1][5]*t2*t14+P[1][0]*t2*t20-P[1][2]*t2*t26+P[1][4]*t2*t27); -Kfusion[2][0] = t54*(-t55-P[2][3]*t2*t13+P[2][5]*t2*t14+P[2][0]*t2*t20+P[2][4]*t2*t27); -Kfusion[3][0] = t54*(-t56+P[3][5]*t2*t14+P[3][0]*t2*t20-P[3][2]*t2*t26+P[3][4]*t2*t27); -Kfusion[4][0] = t54*(t50-P[4][3]*t2*t13+P[4][5]*t2*t14+P[4][0]*t2*t20-P[4][2]*t2*t26); -Kfusion[5][0] = t54*(t35-P[5][3]*t2*t13+P[5][0]*t2*t20-P[5][2]*t2*t26+P[5][4]*t2*t27); -Kfusion[6][0] = t54*(-P[6][3]*t2*t13+P[6][5]*t2*t14+P[6][0]*t2*t20-P[6][2]*t2*t26+P[6][4]*t2*t27); -Kfusion[7][0] = t54*(-P[7][3]*t2*t13+P[7][5]*t2*t14+P[7][0]*t2*t20-P[7][2]*t2*t26+P[7][4]*t2*t27); -Kfusion[8][0] = t54*(-P[8][3]*t2*t13+P[8][5]*t2*t14+P[8][0]*t2*t20-P[8][2]*t2*t26+P[8][4]*t2*t27); -Kfusion[9][0] = t54*(-P[9][3]*t2*t13+P[9][5]*t2*t14+P[9][0]*t2*t20-P[9][2]*t2*t26+P[9][4]*t2*t27); -Kfusion[10][0] = t54*(-P[10][3]*t2*t13+P[10][5]*t2*t14+P[10][0]*t2*t20-P[10][2]*t2*t26+P[10][4]*t2*t27); -Kfusion[11][0] = t54*(-P[11][3]*t2*t13+P[11][5]*t2*t14+P[11][0]*t2*t20-P[11][2]*t2*t26+P[11][4]*t2*t27); -Kfusion[12][0] = t54*(-P[12][3]*t2*t13+P[12][5]*t2*t14+P[12][0]*t2*t20-P[12][2]*t2*t26+P[12][4]*t2*t27); -Kfusion[13][0] = t54*(-P[13][3]*t2*t13+P[13][5]*t2*t14+P[13][0]*t2*t20-P[13][2]*t2*t26+P[13][4]*t2*t27); -Kfusion[14][0] = t54*(-P[14][3]*t2*t13+P[14][5]*t2*t14+P[14][0]*t2*t20-P[14][2]*t2*t26+P[14][4]*t2*t27); -Kfusion[15][0] = t54*(-P[15][3]*t2*t13+P[15][5]*t2*t14+P[15][0]*t2*t20-P[15][2]*t2*t26+P[15][4]*t2*t27); -Kfusion[16][0] = t54*(-P[16][3]*t2*t13+P[16][5]*t2*t14+P[16][0]*t2*t20-P[16][2]*t2*t26+P[16][4]*t2*t27); -Kfusion[17][0] = t54*(-P[17][3]*t2*t13+P[17][5]*t2*t14+P[17][0]*t2*t20-P[17][2]*t2*t26+P[17][4]*t2*t27); -Kfusion[18][0] = t54*(-P[18][3]*t2*t13+P[18][5]*t2*t14+P[18][0]*t2*t20-P[18][2]*t2*t26+P[18][4]*t2*t27); -Kfusion[19][0] = t54*(-P[19][3]*t2*t13+P[19][5]*t2*t14+P[19][0]*t2*t20-P[19][2]*t2*t26+P[19][4]*t2*t27); -Kfusion[20][0] = t54*(-P[20][3]*t2*t13+P[20][5]*t2*t14+P[20][0]*t2*t20-P[20][2]*t2*t26+P[20][4]*t2*t27); -Kfusion[21][0] = t54*(-P[21][3]*t2*t13+P[21][5]*t2*t14+P[21][0]*t2*t20-P[21][2]*t2*t26+P[21][4]*t2*t27); -Kfusion[22][0] = t54*(-P[22][3]*t2*t13+P[22][5]*t2*t14+P[22][0]*t2*t20-P[22][2]*t2*t26+P[22][4]*t2*t27); -Kfusion[23][0] = t54*(-P[23][3]*t2*t13+P[23][5]*t2*t14+P[23][0]*t2*t20-P[23][2]*t2*t26+P[23][4]*t2*t27); +// calculate intermediate variables for the X observaton innovatoin variance and Kalman gains +float t3 = q1*vd*2.0f; +float t4 = q0*ve*2.0f; +float t11 = q3*vn*2.0f; +float t5 = t3+t4-t11; +float t6 = q0*q3*2.0f; +float t29 = q1*q2*2.0f; +float t7 = t6-t29; +float t8 = q0*q1*2.0f; +float t9 = q2*q3*2.0f; +float t10 = t8+t9; +float t12 = P[0][0]*t2*t5; +float t13 = q0*vd*2.0f; +float t14 = q2*vn*2.0f; +float t28 = q1*ve*2.0f; +float t15 = t13+t14-t28; +float t16 = q3*vd*2.0f; +float t17 = q2*ve*2.0f; +float t18 = q1*vn*2.0f; +float t19 = t16+t17+t18; +float t20 = q3*ve*2.0f; +float t21 = q0*vn*2.0f; +float t30 = q2*vd*2.0f; +float t22 = t20+t21-t30; +float t23 = q0*q0; +float t24 = q1*q1; +float t25 = q2*q2; +float t26 = q3*q3; +float t27 = t23-t24+t25-t26; +float t31 = P[1][1]*t2*t15; +float t32 = P[6][0]*t2*t10; +float t33 = P[1][0]*t2*t15; +float t34 = P[2][0]*t2*t19; +float t35 = P[5][0]*t2*t27; +float t79 = P[4][0]*t2*t7; +float t80 = P[3][0]*t2*t22; +float t36 = t12+t32+t33+t34+t35-t79-t80; +float t37 = t2*t5*t36; +float t38 = P[6][1]*t2*t10; +float t39 = P[0][1]*t2*t5; +float t40 = P[2][1]*t2*t19; +float t41 = P[5][1]*t2*t27; +float t81 = P[4][1]*t2*t7; +float t82 = P[3][1]*t2*t22; +float t42 = t31+t38+t39+t40+t41-t81-t82; +float t43 = t2*t15*t42; +float t44 = P[6][2]*t2*t10; +float t45 = P[0][2]*t2*t5; +float t46 = P[1][2]*t2*t15; +float t47 = P[2][2]*t2*t19; +float t48 = P[5][2]*t2*t27; +float t83 = P[4][2]*t2*t7; +float t84 = P[3][2]*t2*t22; +float t49 = t44+t45+t46+t47+t48-t83-t84; +float t50 = t2*t19*t49; +float t51 = P[6][3]*t2*t10; +float t52 = P[0][3]*t2*t5; +float t53 = P[1][3]*t2*t15; +float t54 = P[2][3]*t2*t19; +float t55 = P[5][3]*t2*t27; +float t85 = P[4][3]*t2*t7; +float t86 = P[3][3]*t2*t22; +float t56 = t51+t52+t53+t54+t55-t85-t86; +float t57 = P[6][5]*t2*t10; +float t58 = P[0][5]*t2*t5; +float t59 = P[1][5]*t2*t15; +float t60 = P[2][5]*t2*t19; +float t61 = P[5][5]*t2*t27; +float t88 = P[4][5]*t2*t7; +float t89 = P[3][5]*t2*t22; +float t62 = t57+t58+t59+t60+t61-t88-t89; +float t63 = t2*t27*t62; +float t64 = P[6][4]*t2*t10; +float t65 = P[0][4]*t2*t5; +float t66 = P[1][4]*t2*t15; +float t67 = P[2][4]*t2*t19; +float t68 = P[5][4]*t2*t27; +float t90 = P[4][4]*t2*t7; +float t91 = P[3][4]*t2*t22; +float t69 = t64+t65+t66+t67+t68-t90-t91; +float t70 = P[6][6]*t2*t10; +float t71 = P[0][6]*t2*t5; +float t72 = P[1][6]*t2*t15; +float t73 = P[2][6]*t2*t19; +float t74 = P[5][6]*t2*t27; +float t93 = P[4][6]*t2*t7; +float t94 = P[3][6]*t2*t22; +float t75 = t70+t71+t72+t73+t74-t93-t94; +float t76 = t2*t10*t75; +float t87 = t2*t22*t56; +float t92 = t2*t7*t69; +float t77 = R_LOS+t37+t43+t50+t63+t76-t87-t92; +float t78 = 1.0f / t77; -// calculate Y axis observation jacobian -float t2 = 1.0f/range; -float t3 = q0*q0; -float t4 = q1*q1; -float t5 = q2*q2; -float t6 = q3*q3; -float t7 = q0*q1*2.0f; -float t8 = q0*q3*2.0f; +// calculate Kalman gains for X-axis observation +Kfusion[0][0] = t78*(t12-P[0][4]*t2*t7+P[0][1]*t2*t15+P[0][6]*t2*t10+P[0][2]*t2*t19-P[0][3]*t2*t22+P[0][5]*t2*t27); +Kfusion[1][0] = t78*(t31+P[1][0]*t2*t5-P[1][4]*t2*t7+P[1][6]*t2*t10+P[1][2]*t2*t19-P[1][3]*t2*t22+P[1][5]*t2*t27); +Kfusion[2][0] = t78*(t47+P[2][0]*t2*t5-P[2][4]*t2*t7+P[2][1]*t2*t15+P[2][6]*t2*t10-P[2][3]*t2*t22+P[2][5]*t2*t27); +Kfusion[3][0] = t78*(-t86+P[3][0]*t2*t5-P[3][4]*t2*t7+P[3][1]*t2*t15+P[3][6]*t2*t10+P[3][2]*t2*t19+P[3][5]*t2*t27); +Kfusion[4][0] = t78*(-t90+P[4][0]*t2*t5+P[4][1]*t2*t15+P[4][6]*t2*t10+P[4][2]*t2*t19-P[4][3]*t2*t22+P[4][5]*t2*t27); +Kfusion[5][0] = t78*(t61+P[5][0]*t2*t5-P[5][4]*t2*t7+P[5][1]*t2*t15+P[5][6]*t2*t10+P[5][2]*t2*t19-P[5][3]*t2*t22); +Kfusion[6][0] = t78*(t70+P[6][0]*t2*t5-P[6][4]*t2*t7+P[6][1]*t2*t15+P[6][2]*t2*t19-P[6][3]*t2*t22+P[6][5]*t2*t27); +Kfusion[7][0] = t78*(P[7][0]*t2*t5-P[7][4]*t2*t7+P[7][1]*t2*t15+P[7][6]*t2*t10+P[7][2]*t2*t19-P[7][3]*t2*t22+P[7][5]*t2*t27); +Kfusion[8][0] = 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t78*(P[15][0]*t2*t5-P[15][4]*t2*t7+P[15][1]*t2*t15+P[15][6]*t2*t10+P[15][2]*t2*t19-P[15][3]*t2*t22+P[15][5]*t2*t27); +Kfusion[16][0] = t78*(P[16][0]*t2*t5-P[16][4]*t2*t7+P[16][1]*t2*t15+P[16][6]*t2*t10+P[16][2]*t2*t19-P[16][3]*t2*t22+P[16][5]*t2*t27); +Kfusion[17][0] = t78*(P[17][0]*t2*t5-P[17][4]*t2*t7+P[17][1]*t2*t15+P[17][6]*t2*t10+P[17][2]*t2*t19-P[17][3]*t2*t22+P[17][5]*t2*t27); +Kfusion[18][0] = t78*(P[18][0]*t2*t5-P[18][4]*t2*t7+P[18][1]*t2*t15+P[18][6]*t2*t10+P[18][2]*t2*t19-P[18][3]*t2*t22+P[18][5]*t2*t27); +Kfusion[19][0] = t78*(P[19][0]*t2*t5-P[19][4]*t2*t7+P[19][1]*t2*t15+P[19][6]*t2*t10+P[19][2]*t2*t19-P[19][3]*t2*t22+P[19][5]*t2*t27); +Kfusion[20][0] = t78*(P[20][0]*t2*t5-P[20][4]*t2*t7+P[20][1]*t2*t15+P[20][6]*t2*t10+P[20][2]*t2*t19-P[20][3]*t2*t22+P[20][5]*t2*t27); +Kfusion[21][0] = t78*(P[21][0]*t2*t5-P[21][4]*t2*t7+P[21][1]*t2*t15+P[21][6]*t2*t10+P[21][2]*t2*t19-P[21][3]*t2*t22+P[21][5]*t2*t27); +Kfusion[22][0] = t78*(P[22][0]*t2*t5-P[22][4]*t2*t7+P[22][1]*t2*t15+P[22][6]*t2*t10+P[22][2]*t2*t19-P[22][3]*t2*t22+P[22][5]*t2*t27); +Kfusion[23][0] = t78*(P[23][0]*t2*t5-P[23][4]*t2*t7+P[23][1]*t2*t15+P[23][6]*t2*t10+P[23][2]*t2*t19-P[23][3]*t2*t22+P[23][5]*t2*t27); + +// calculate Y axis observation Jacobian +float t2 = 1.0f / range; +H_LOS[1][0] = -t2*(q2*vd*-2.0f+q3*ve*2.0f+q0*vn*2.0f); +H_LOS[1][1] = -t2*(q3*vd*2.0f+q2*ve*2.0f+q1*vn*2.0f); +H_LOS[1][2] = t2*(q0*vd*2.0f-q1*ve*2.0f+q2*vn*2.0f); +H_LOS[1][3] = -t2*(q1*vd*2.0f+q0*ve*2.0f-q3*vn*2.0f); +H_LOS[1][4] = -t2*(q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3); +H_LOS[1][5] = -t2*(q0*q3*2.0f+q1*q2*2.0f); +H_LOS[1][6] = t2*(q0*q2*2.0f-q1*q3*2.0f); + +// calculate intermediate variables for the Y axis observaton innovation variance and Kalman gains +float t3 = q3*ve*2.0f; +float t4 = q0*vn*2.0f; +float t11 = q2*vd*2.0f; +float t5 = t3+t4-t11; +float t6 = q0*q3*2.0f; +float t7 = q1*q2*2.0f; +float t8 = t6+t7; float t9 = q0*q2*2.0f; -float t10 = q1*q3*2.0f; -H_LOS[1][1] = t2*(vn*(t9+t10)+vd*(t3-t4-t5+t6)-ve*(t7-q2*q3*2.0f)); -H_LOS[1][2] = -t2*(ve*(t3-t4+t5-t6)+vd*(t7+q2*q3*2.0f)-vn*(t8-q1*q2*2.0f)); -H_LOS[1][3] = -t2*(t3+t4-t5-t6); -H_LOS[1][4] = -t2*(t8+q1*q2*2.0f); -H_LOS[1][5] = t2*(t9-t10); +float t28 = q1*q3*2.0f; +float t10 = t9-t28; +float t12 = P[0][0]*t2*t5; +float t13 = q3*vd*2.0f; +float t14 = q2*ve*2.0f; +float t15 = q1*vn*2.0f; +float t16 = t13+t14+t15; +float t17 = q0*vd*2.0f; +float t18 = q2*vn*2.0f; +float t29 = q1*ve*2.0f; +float t19 = t17+t18-t29; +float t20 = q1*vd*2.0f; +float t21 = q0*ve*2.0f; +float t30 = q3*vn*2.0f; +float t22 = t20+t21-t30; +float t23 = q0*q0; +float t24 = q1*q1; +float t25 = q2*q2; +float t26 = q3*q3; +float t27 = t23+t24-t25-t26; +float t31 = P[1][1]*t2*t16; +float t32 = P[5][0]*t2*t8; +float t33 = P[1][0]*t2*t16; +float t34 = P[3][0]*t2*t22; +float t35 = P[4][0]*t2*t27; +float t80 = P[6][0]*t2*t10; +float t81 = P[2][0]*t2*t19; +float t36 = t12+t32+t33+t34+t35-t80-t81; +float t37 = t2*t5*t36; +float t38 = P[5][1]*t2*t8; +float t39 = P[0][1]*t2*t5; +float t40 = P[3][1]*t2*t22; +float t41 = P[4][1]*t2*t27; +float t82 = P[6][1]*t2*t10; +float t83 = P[2][1]*t2*t19; +float t42 = t31+t38+t39+t40+t41-t82-t83; +float t43 = t2*t16*t42; +float t44 = P[5][2]*t2*t8; +float t45 = P[0][2]*t2*t5; +float t46 = P[1][2]*t2*t16; +float t47 = P[3][2]*t2*t22; +float t48 = P[4][2]*t2*t27; +float t79 = P[2][2]*t2*t19; +float t84 = P[6][2]*t2*t10; +float t49 = t44+t45+t46+t47+t48-t79-t84; +float t50 = P[5][3]*t2*t8; +float t51 = P[0][3]*t2*t5; +float t52 = P[1][3]*t2*t16; +float t53 = P[3][3]*t2*t22; +float t54 = P[4][3]*t2*t27; +float t86 = P[6][3]*t2*t10; +float t87 = P[2][3]*t2*t19; +float t55 = t50+t51+t52+t53+t54-t86-t87; +float t56 = t2*t22*t55; +float t57 = P[5][4]*t2*t8; +float t58 = P[0][4]*t2*t5; +float t59 = P[1][4]*t2*t16; +float t60 = P[3][4]*t2*t22; +float t61 = P[4][4]*t2*t27; +float t88 = P[6][4]*t2*t10; +float t89 = P[2][4]*t2*t19; +float t62 = t57+t58+t59+t60+t61-t88-t89; +float t63 = t2*t27*t62; +float t64 = P[5][5]*t2*t8; +float t65 = P[0][5]*t2*t5; +float t66 = P[1][5]*t2*t16; +float t67 = P[3][5]*t2*t22; +float t68 = P[4][5]*t2*t27; +float t90 = P[6][5]*t2*t10; +float t91 = P[2][5]*t2*t19; +float t69 = t64+t65+t66+t67+t68-t90-t91; +float t70 = t2*t8*t69; +float t71 = P[5][6]*t2*t8; +float t72 = P[0][6]*t2*t5; +float t73 = P[1][6]*t2*t16; +float t74 = P[3][6]*t2*t22; +float t75 = P[4][6]*t2*t27; +float t92 = P[6][6]*t2*t10; +float t93 = P[2][6]*t2*t19; +float t76 = t71+t72+t73+t74+t75-t92-t93; +float t85 = t2*t19*t49; +float t94 = t2*t10*t76; +float t77 = R_LOS+t37+t43+t56+t63+t70-t85-t94; +float t78 = 1.0f / t77; -// calculate Y axis Kalman gains -t2 = 1.0f/range; -t3 = q0*q2*2.0f; -t4 = q0*q0; -t5 = q1*q1; -t6 = q2*q2; -t7 = q3*q3; -t8 = q0*q1*2.0f; -t9 = q0*q3*2.0f; -t10 = q1*q2*2.0f; -float t11 = t9+t10; -float t12 = q1*q3*2.0f; -float t13 = t4-t5-t6+t7; -float t14 = t13*vd; -float t15 = q2*q3*2.0f; -float t16 = t3+t12; -float t17 = t16*vn; -float t18 = t4-t5+t6-t7; -float t19 = t18*ve; -float t20 = t8+t15; -float t21 = t20*vd; -float t22 = t9-t10; -float t28 = t22*vn; -float t23 = t19+t21-t28; -float t24 = t4+t5-t6-t7; -float t25 = t3-t12; -float t26 = t8-t15; -float t29 = t26*ve; -float t27 = t14+t17-t29; -float t30 = P[4][4]*t2*t11; -float t31 = P[2][4]*t2*t23; -float t32 = P[3][4]*t2*t24; -float t56 = P[5][4]*t2*t25; -float t57 = P[1][4]*t2*t27; -float t33 = t30+t31+t32-t56-t57; -float t34 = t2*t11*t33; -float t35 = P[4][5]*t2*t11; -float t36 = P[2][5]*t2*t23; -float t37 = P[3][5]*t2*t24; -float t58 = P[5][5]*t2*t25; -float t59 = P[1][5]*t2*t27; -float t38 = t35+t36+t37-t58-t59; -float t39 = P[4][1]*t2*t11; -float t40 = P[2][1]*t2*t23; -float t41 = P[3][1]*t2*t24; -float t55 = P[1][1]*t2*t27; -float t61 = P[5][1]*t2*t25; -float t42 = t39+t40+t41-t55-t61; -float t43 = P[4][2]*t2*t11; -float t44 = P[2][2]*t2*t23; -float t45 = P[3][2]*t2*t24; -float t63 = P[5][2]*t2*t25; -float t64 = P[1][2]*t2*t27; -float t46 = t43+t44+t45-t63-t64; -float t47 = t2*t23*t46; -float t48 = P[4][3]*t2*t11; -float t49 = P[2][3]*t2*t23; -float t50 = P[3][3]*t2*t24; -float t65 = P[5][3]*t2*t25; -float t66 = P[1][3]*t2*t27; -float t51 = t48+t49+t50-t65-t66; -float t52 = t2*t24*t51; -float t60 = t2*t25*t38; -float t62 = t2*t27*t42; -float t53 = R_LOS+t34+t47+t52-t60-t62; -float t54 = 1.0f/t53; -Kfusion[0][1] = -t54*(P[0][4]*t2*t11+P[0][2]*t2*t23+P[0][3]*t2*t24-P[0][1]*t2*t27-P[0][5]*t2*t25); -Kfusion[1][1] = -t54*(-t55+P[1][4]*t2*t11+P[1][2]*t2*t23+P[1][3]*t2*t24-P[1][5]*t2*t25); -Kfusion[2][1] = -t54*(t44+P[2][4]*t2*t11+P[2][3]*t2*t24-P[2][1]*t2*t27-P[2][5]*t2*t25); -Kfusion[3][1] = -t54*(t50+P[3][4]*t2*t11+P[3][2]*t2*t23-P[3][1]*t2*t27-P[3][5]*t2*t25); -Kfusion[4][1] = -t54*(t30+P[4][2]*t2*t23+P[4][3]*t2*t24-P[4][1]*t2*t27-P[4][5]*t2*t25); -Kfusion[5][1] = -t54*(-t58+P[5][4]*t2*t11+P[5][2]*t2*t23+P[5][3]*t2*t24-P[5][1]*t2*t27); -Kfusion[6][1] = -t54*(P[6][4]*t2*t11+P[6][2]*t2*t23+P[6][3]*t2*t24-P[6][1]*t2*t27-P[6][5]*t2*t25); -Kfusion[7][1] = -t54*(P[7][4]*t2*t11+P[7][2]*t2*t23+P[7][3]*t2*t24-P[7][1]*t2*t27-P[7][5]*t2*t25); -Kfusion[8][1] = -t54*(P[8][4]*t2*t11+P[8][2]*t2*t23+P[8][3]*t2*t24-P[8][1]*t2*t27-P[8][5]*t2*t25); -Kfusion[9][1] = -t54*(P[9][4]*t2*t11+P[9][2]*t2*t23+P[9][3]*t2*t24-P[9][1]*t2*t27-P[9][5]*t2*t25); -Kfusion[10][1] = -t54*(P[10][4]*t2*t11+P[10][2]*t2*t23+P[10][3]*t2*t24-P[10][1]*t2*t27-P[10][5]*t2*t25); -Kfusion[11][1] = -t54*(P[11][4]*t2*t11+P[11][2]*t2*t23+P[11][3]*t2*t24-P[11][1]*t2*t27-P[11][5]*t2*t25); -Kfusion[12][1] = -t54*(P[12][4]*t2*t11+P[12][2]*t2*t23+P[12][3]*t2*t24-P[12][1]*t2*t27-P[12][5]*t2*t25); -Kfusion[13][1] = -t54*(P[13][4]*t2*t11+P[13][2]*t2*t23+P[13][3]*t2*t24-P[13][1]*t2*t27-P[13][5]*t2*t25); -Kfusion[14][1] = -t54*(P[14][4]*t2*t11+P[14][2]*t2*t23+P[14][3]*t2*t24-P[14][1]*t2*t27-P[14][5]*t2*t25); -Kfusion[15][1] = -t54*(P[15][4]*t2*t11+P[15][2]*t2*t23+P[15][3]*t2*t24-P[15][1]*t2*t27-P[15][5]*t2*t25); -Kfusion[16][1] = -t54*(P[16][4]*t2*t11+P[16][2]*t2*t23+P[16][3]*t2*t24-P[16][1]*t2*t27-P[16][5]*t2*t25); -Kfusion[17][1] = -t54*(P[17][4]*t2*t11+P[17][2]*t2*t23+P[17][3]*t2*t24-P[17][1]*t2*t27-P[17][5]*t2*t25); -Kfusion[18][1] = -t54*(P[18][4]*t2*t11+P[18][2]*t2*t23+P[18][3]*t2*t24-P[18][1]*t2*t27-P[18][5]*t2*t25); -Kfusion[19][1] = -t54*(P[19][4]*t2*t11+P[19][2]*t2*t23+P[19][3]*t2*t24-P[19][1]*t2*t27-P[19][5]*t2*t25); -Kfusion[20][1] = -t54*(P[20][4]*t2*t11+P[20][2]*t2*t23+P[20][3]*t2*t24-P[20][1]*t2*t27-P[20][5]*t2*t25); -Kfusion[21][1] = -t54*(P[21][4]*t2*t11+P[21][2]*t2*t23+P[21][3]*t2*t24-P[21][1]*t2*t27-P[21][5]*t2*t25); -Kfusion[22][1] = -t54*(P[22][4]*t2*t11+P[22][2]*t2*t23+P[22][3]*t2*t24-P[22][1]*t2*t27-P[22][5]*t2*t25); -Kfusion[23][1] = -t54*(P[23][4]*t2*t11+P[23][2]*t2*t23+P[23][3]*t2*t24-P[23][1]*t2*t27-P[23][5]*t2*t25); +// calculate Kalman gains for Y-axis observation +Kfusion[0][1] = -t78*(t12+P[0][5]*t2*t8-P[0][6]*t2*t10+P[0][1]*t2*t16-P[0][2]*t2*t19+P[0][3]*t2*t22+P[0][4]*t2*t27); +Kfusion[1][1] = -t78*(t31+P[1][0]*t2*t5+P[1][5]*t2*t8-P[1][6]*t2*t10-P[1][2]*t2*t19+P[1][3]*t2*t22+P[1][4]*t2*t27); +Kfusion[2][1] = -t78*(-t79+P[2][0]*t2*t5+P[2][5]*t2*t8-P[2][6]*t2*t10+P[2][1]*t2*t16+P[2][3]*t2*t22+P[2][4]*t2*t27); +Kfusion[3][1] = -t78*(t53+P[3][0]*t2*t5+P[3][5]*t2*t8-P[3][6]*t2*t10+P[3][1]*t2*t16-P[3][2]*t2*t19+P[3][4]*t2*t27); +Kfusion[4][1] = -t78*(t61+P[4][0]*t2*t5+P[4][5]*t2*t8-P[4][6]*t2*t10+P[4][1]*t2*t16-P[4][2]*t2*t19+P[4][3]*t2*t22); +Kfusion[5][1] = -t78*(t64+P[5][0]*t2*t5-P[5][6]*t2*t10+P[5][1]*t2*t16-P[5][2]*t2*t19+P[5][3]*t2*t22+P[5][4]*t2*t27); +Kfusion[6][1] = -t78*(-t92+P[6][0]*t2*t5+P[6][5]*t2*t8+P[6][1]*t2*t16-P[6][2]*t2*t19+P[6][3]*t2*t22+P[6][4]*t2*t27); +Kfusion[7][1] = -t78*(P[7][0]*t2*t5+P[7][5]*t2*t8-P[7][6]*t2*t10+P[7][1]*t2*t16-P[7][2]*t2*t19+P[7][3]*t2*t22+P[7][4]*t2*t27); +Kfusion[8][1] = -t78*(P[8][0]*t2*t5+P[8][5]*t2*t8-P[8][6]*t2*t10+P[8][1]*t2*t16-P[8][2]*t2*t19+P[8][3]*t2*t22+P[8][4]*t2*t27); +Kfusion[9][1] = -t78*(P[9][0]*t2*t5+P[9][5]*t2*t8-P[9][6]*t2*t10+P[9][1]*t2*t16-P[9][2]*t2*t19+P[9][3]*t2*t22+P[9][4]*t2*t27); +Kfusion[10][1] = -t78*(P[10][0]*t2*t5+P[10][5]*t2*t8-P[10][6]*t2*t10+P[10][1]*t2*t16-P[10][2]*t2*t19+P[10][3]*t2*t22+P[10][4]*t2*t27); +Kfusion[11][1] = -t78*(P[11][0]*t2*t5+P[11][5]*t2*t8-P[11][6]*t2*t10+P[11][1]*t2*t16-P[11][2]*t2*t19+P[11][3]*t2*t22+P[11][4]*t2*t27); +Kfusion[12][1] = -t78*(P[12][0]*t2*t5+P[12][5]*t2*t8-P[12][6]*t2*t10+P[12][1]*t2*t16-P[12][2]*t2*t19+P[12][3]*t2*t22+P[12][4]*t2*t27); +Kfusion[13][1] = -t78*(P[13][0]*t2*t5+P[13][5]*t2*t8-P[13][6]*t2*t10+P[13][1]*t2*t16-P[13][2]*t2*t19+P[13][3]*t2*t22+P[13][4]*t2*t27); +Kfusion[14][1] = -t78*(P[14][0]*t2*t5+P[14][5]*t2*t8-P[14][6]*t2*t10+P[14][1]*t2*t16-P[14][2]*t2*t19+P[14][3]*t2*t22+P[14][4]*t2*t27); +Kfusion[15][1] = -t78*(P[15][0]*t2*t5+P[15][5]*t2*t8-P[15][6]*t2*t10+P[15][1]*t2*t16-P[15][2]*t2*t19+P[15][3]*t2*t22+P[15][4]*t2*t27); +Kfusion[16][1] = -t78*(P[16][0]*t2*t5+P[16][5]*t2*t8-P[16][6]*t2*t10+P[16][1]*t2*t16-P[16][2]*t2*t19+P[16][3]*t2*t22+P[16][4]*t2*t27); +Kfusion[17][1] = -t78*(P[17][0]*t2*t5+P[17][5]*t2*t8-P[17][6]*t2*t10+P[17][1]*t2*t16-P[17][2]*t2*t19+P[17][3]*t2*t22+P[17][4]*t2*t27); +Kfusion[18][1] = -t78*(P[18][0]*t2*t5+P[18][5]*t2*t8-P[18][6]*t2*t10+P[18][1]*t2*t16-P[18][2]*t2*t19+P[18][3]*t2*t22+P[18][4]*t2*t27); +Kfusion[19][1] = -t78*(P[19][0]*t2*t5+P[19][5]*t2*t8-P[19][6]*t2*t10+P[19][1]*t2*t16-P[19][2]*t2*t19+P[19][3]*t2*t22+P[19][4]*t2*t27); +Kfusion[20][1] = -t78*(P[20][0]*t2*t5+P[20][5]*t2*t8-P[20][6]*t2*t10+P[20][1]*t2*t16-P[20][2]*t2*t19+P[20][3]*t2*t22+P[20][4]*t2*t27); +Kfusion[21][1] = -t78*(P[21][0]*t2*t5+P[21][5]*t2*t8-P[21][6]*t2*t10+P[21][1]*t2*t16-P[21][2]*t2*t19+P[21][3]*t2*t22+P[21][4]*t2*t27); +Kfusion[22][1] = -t78*(P[22][0]*t2*t5+P[22][5]*t2*t8-P[22][6]*t2*t10+P[22][1]*t2*t16-P[22][2]*t2*t19+P[22][3]*t2*t22+P[22][4]*t2*t27); +Kfusion[23][1] = -t78*(P[23][0]*t2*t5+P[23][5]*t2*t8-P[23][6]*t2*t10+P[23][1]*t2*t16-P[23][2]*t2*t19+P[23][3]*t2*t22+P[23][4]*t2*t27); diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Sideslip Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Sideslip Fusion.txt index 172bef58c5..3f645fb7fe 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Sideslip Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Sideslip Fusion.txt @@ -3,61 +3,67 @@ // Calculate the observation jacobian // intermediate variable from algebraic optimisation -float SH_BETA[10]; -SH_BETA[0] = (vn - vwn)*(sq(q0) + sq(q1) - sq(q2) - sq(q3)) - vd*(2*q0*q2 - 2*q1*q3) + (ve - vwe)*(2*q0*q3 + 2*q1*q2); -SH_BETA[1] = (ve - vwe)*(sq(q0) - sq(q1) + sq(q2) - sq(q3)) + vd*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) - (vn - vwn)*(2*q0*q3 - 2*q1*q2); -SH_BETA[2] = vd*(sq(q0) - sq(q1) - sq(q2) + sq(q3)) - (ve - vwe)*(2*q0*q1 - 2*q2*q3) + (vn - vwn)*(2*q0*q2 + 2*q1*q3); -SH_BETA[3] = 1/sq(SH_BETA[0]); -SH_BETA[4] = (sq(q0) - sq(q1) + sq(q2) - sq(q3))/SH_BETA[0]; -SH_BETA[5] = sq(q0) + sq(q1) - sq(q2) - sq(q3); -SH_BETA[6] = 1/SH_BETA[0]; -SH_BETA[7] = 2*q0*q3; -SH_BETA[8] = SH_BETA[7] + 2*q1*q2; -SH_BETA[9] = SH_BETA[7] - 2*q1*q2; +float SH_BETA[13]; +SH_BETA = (vn - vwn)*(sq(q0) + sq(q1) - sq(q2) - sq(q3)) - vd*(2.0f*q0*q2 - 2.0f*q1*q3) + (ve - vwe)*(2.0f*q0*q3 + 2.0f*q1*q2); +SH_BETA[1] = (ve - vwe)*(sq(q0) - sq(q1) + sq(q2) - sq(q3)) + vd*(2.0f*q0*q1 + 2.0f*q2*q3) - (vn - vwn)*(2.0f*q0*q3 - 2.0f*q1*q2); +SH_BETA[2] = vn - vwn; +SH_BETA[3] = ve - vwe; +SH_BETA[4] = 1.0f/sq(SH_BETA); +SH_BETA[5] = 1.0f/SH_BETA; +SH_BETA[6] = SH_BETA[5]*(sq(q0) - sq(q1) + sq(q2) - sq(q3)); +SH_BETA[7] = sq(q0) + sq(q1) - sq(q2) - sq(q3); +SH_BETA[8] = 2.0f*q0*SH_BETA[3] - 2.0f*q3*SH_BETA[2] + 2.0f*q1*vd; +SH_BETA[9] = 2.0f*q0*SH_BETA[2] + 2.0f*q3*SH_BETA[3] - 2.0f*q2*vd; +SH_BETA[10] = 2.0f*q2*SH_BETA[2] - 2.0f*q1*SH_BETA[3] + 2.0f*q0*vd; +SH_BETA[11] = 2.0f*q1*SH_BETA[2] + 2.0f*q2*SH_BETA[3] + 2.0f*q3*vd; +SH_BETA[12] = 2.0f*q0*q3; float H_BETA[24]; -H_BETA[0] = SH_BETA[2]*SH_BETA[6]; -H_BETA[1] = SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]; -H_BETA[2] = - sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] - 1; -H_BETA[3] = - SH_BETA[6]*SH_BETA[9] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]; -H_BETA[4] = SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]; -H_BETA[5] = SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3); -H_BETA[22] = SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]; -H_BETA[23] = SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8] - SH_BETA[4]; +H_BETA[0] = SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]; +H_BETA[1] = SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]; +H_BETA[2] = SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]; +H_BETA[3] = - SH_BETA[5]*SH_BETA[9] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]; +H_BETA[4] = - SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]; +H_BETA[5] = SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2); +H_BETA[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); +H_BETA[22] = SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]; +H_BETA[23] = SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2) - SH_BETA[6]; // calculate the Kalman gain matrix -// intermediate variables - note SK_BETA[0] is 1/(innovation variance) -float SK_BETA[6]; -SK_BETA[0] = 1/(R_BETA + (SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8])*(P[22][4]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][4]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][4]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][4]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][4]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][4]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][4]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][4]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) - (SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8])*(P[22][23]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][23]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][23]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][23]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][23]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][23]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][23]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][23]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) - (SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5])*(P[22][3]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][3]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][3]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][3]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][3]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][3]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][3]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][3]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) + (SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5])*(P[22][22]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][22]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][22]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][22]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][22]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][22]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][22]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][22]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) - (sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1)*(P[22][2]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][2]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][2]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][2]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][2]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][2]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][2]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][2]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) + (SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3))*(P[22][5]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][5]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][5]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][5]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][5]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][5]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][5]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][5]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) + SH_BETA[2]*SH_BETA[6]*(P[22][0]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][0]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][0]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][0]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][0]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][0]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][0]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][0]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]) + SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3]*(P[22][1]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[3][1]*(SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]) - P[2][1]*(sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1) + P[5][1]*(SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3)) + P[4][1]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) - P[23][1]*(SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]) + P[0][1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[6] + P[1][1]*SH_BETA[1]*SH_BETA[2]*SH_BETA[3])); -SK_BETA[1] = SH_BETA[6]*(2*q0*q1 + 2*q2*q3) + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*(2*q0*q2 - 2*q1*q3); -SK_BETA[2] = SH_BETA[6]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[5]; -SK_BETA[3] = SH_BETA[4] - SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SH_BETA[8]; -SK_BETA[4] = sq(SH_BETA[1])*SH_BETA[3] + 1; -SK_BETA[5] = SH_BETA[2]; +// intermediate variables - note SK_BETA[0] is 1.0f/(innovation variance) +float SK_BETA[8]; +SK_BETA[0] = 1.0f/(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]) + 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+SK_BETA[1] = SH_BETA[5]*(SH_BETA[12] - 2.0f*q1*q2) + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[7]; +SK_BETA[2] = SH_BETA[6] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*(SH_BETA[12] + 2.0f*q1*q2); +SK_BETA[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); +SK_BETA[4] = SH_BETA[5]*SH_BETA[10] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[11]; +SK_BETA[5] = SH_BETA[5]*SH_BETA[8] - SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[9]; +SK_BETA[6] = SH_BETA[5]*SH_BETA[11] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[10]; +SK_BETA[7] = SH_BETA[5]*SH_BETA[9] + SH_BETA[1]*SH_BETA[4]*SH_BETA[8]; float Kfusion[24]; -Kfusion[0] = SK_BETA[0]*(P[0][5]*SK_BETA[1] - P[0][2]*SK_BETA[4] - P[0][3]*SK_BETA[2] + P[0][4]*SK_BETA[3] + P[0][22]*SK_BETA[2] - P[0][23]*SK_BETA[3] + P[0][0]*SH_BETA[6]*SK_BETA[5] + P[0][1]*SH_BETA[1]*SH_BETA[3]*SK_BETA[5]); -Kfusion[1] = SK_BETA[0]*(P[1][5]*SK_BETA[1] - P[1][2]*SK_BETA[4] - P[1][3]*SK_BETA[2] + P[1][4]*SK_BETA[3] + P[1][22]*SK_BETA[2] - P[1][23]*SK_BETA[3] + P[1][0]*SH_BETA[6]*SK_BETA[5] + 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b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Simple Magnetometer Fusion.txt @@ -10,48 +10,33 @@ Divide by zero protection hs been added */ // calculate intermediate variables for observation jacobian -float t2 = q0*q0; -float t3 = q1*q1; -float t4 = q2*q2; -float t5 = q3*q3; -float t6 = q0*q3*2.0f; -float t8 = t2-t3+t4-t5; -float t9 = q0*q1*2.0f; -float t10 = q2*q3*2.0f; -float t11 = t9-t10; -float t14 = q1*q2*2.0f; -float t21 = magY*t8; -float t22 = t6+t14; -float t23 = magX*t22; -float t24 = magZ*t11; -float t7 = t21+t23-t24; -float t12 = t2+t3-t4-t5; -float t13 = magX*t12; -float t15 = q0*q2*2.0f; -float t16 = q1*q3*2.0f; -float t17 = t15+t16; -float t18 = magZ*t17; -float t19 = t6-t14; -float t25 = magY*t19; -float t20 = t13+t18-t25; -if (fabsf(t20) < 1e-6f) { - return; +float t9 = q0*q3; +float t10 = q1*q2; +float t2 = t9+t10; +float t3 = q0*q0; +float t4 = q1*q1; +float t5 = q2*q2; +float t6 = q3*q3; +float t7 = t3+t4-t5-t6; +float t8 = t7*t7; +if (t8 > 1e-6f) { + t8 = 1.0f/t8; +} else { + return; } -float t26 = 1.0f/(t20*t20); -float t27 = t7*t7; -float t28 = t26*t27; -float t29 = t28+1.0; -if (fabsf(t29) < 1e-12f) { - return; +float t11 = t2*t2; +float t12 = t8*t11*4.0f; +float t13 = t12+1.0f; +float t14; +if (fabsf(t13) > 1e-6f) { + t14 = 1.0f/t13; +} else { + return; } -float t30 = 1.0f/t29; -if (fabsf(t20) < 1e-12f) { - return; -} -float t31 = 1.0f/t20; // calculate observation jacobian -float H_DECL[3] = {}; -H_DECL[0] = -t30*(t31*(magZ*t8+magY*t11)+t7*t26*(magY*t17+magZ*t19)); -H_DECL[1] = t30*(t31*(magX*t11+magZ*t22)-t7*t26*(magZ*t12-magX*t17)); -H_DECL[2] = t30*(t31*(magX*t8-magY*t22)+t7*t26*(magY*t12+magX*t19)); +float H_DECL[4] = {}; +H_YAW[0] = t8*t14*(q3*t3-q3*t4+q3*t5+q3*t6+q0*q1*q2*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[1] = t8*t14*(-q2*t3+q2*t4+q2*t5+q2*t6+q0*q1*q3*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[2] = t8*t14*(q1*t3+q1*t4+q1*t5-q1*t6+q0*q2*q3*2.0f)*2.0f; +H_YAW[3] = t8*t14*(q0*t3+q0*t4-q0*t5+q0*t6+q1*q2*q3*2.0f)*2.0f; diff --git a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Yaw Angle Fusion.txt b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Yaw Angle Fusion.txt index 0c856be00f..9b0c46ea13 100644 --- a/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Yaw Angle Fusion.txt +++ b/matlab/generated/Inertial Nav EKF/Yaw Angle Fusion.txt @@ -2,44 +2,66 @@ Code fragments for fusion of an Euler yaw measurement from a 321 sequence. */ -// calculate observation jacobians -float t2 = q0*q0; -float t3 = q1*q1; -float t4 = q2*q2; -float t5 = q3*q3; -float t6 = t2+t3-t4-t5; -float t7 = q0*q3*2.0f; -float t8 = q1*q2*2.0f; -float t9 = t7+t8; -float t10 = 1.0f/(t6*t6); -float t11 = t9*t9; -float t12 = t10*t11; +// calculate observation jacobian when we are observing the first rotation in a 321 sequence +float t9 = q0*q3; +float t10 = q1*q2; +float t2 = t9+t10; +float t3 = q0*q0; +float t4 = q1*q1; +float t5 = q2*q2; +float t6 = q3*q3; +float t7 = t3+t4-t5-t6; +float t8 = t7*t7; +if (t8 > 1e-6f) { + t8 = 1.0f/t8; +} else { + return; +} +float t11 = t2*t2; +float t12 = t8*t11*4.0f; float t13 = t12+1.0f; -float t14 = 1.0f/t13; -float t15 = 1.0f/t6; -H_YAW[0] = 0.0f; -H_YAW[1] = t14*(t15*(q0*q1*2.0f-q2*q3*2.0f)+t9*t10*(q0*q2*2.0f+q1*q3*2.0f)); -H_YAW[2] = t14*(t15*(t2-t3+t4-t5)+t9*t10*(t7-t8)); +float t14; +if (fabsf(t13) > 1e-6f) { + t14 = 1.0f/t13; +} else { + return; +} + +H_YAW[0] = t8*t14*(q3*t3-q3*t4+q3*t5+q3*t6+q0*q1*q2*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[1] = t8*t14*(-q2*t3+q2*t4+q2*t5+q2*t6+q0*q1*q3*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[2] = t8*t14*(q1*t3+q1*t4+q1*t5-q1*t6+q0*q2*q3*2.0f)*2.0f; +H_YAW[3] = t8*t14*(q0*t3+q0*t4-q0*t5+q0*t6+q1*q2*q3*2.0f)*2.0f; /* Code fragments for fusion of an Euler yaw measurement from a 312 sequence. */ -// calculate observation jacobian -float t2 = q0*q0; -float t3 = q1*q1; -float t4 = q2*q2; -float t5 = q3*q3; -float t6 = t2-t3+t4-t5; -float t7 = q0*q3*2.0f; -float t10 = q1*q2*2.0f; -float t8 = t7-t10; -float t9 = 1.0f/(t6*t6); -float t11 = t8*t8; -float t12 = t9*t11; +// calculate observaton jacobian when we are observing a rotation in a 312 sequence +float t9 = q0*q3; +float t10 = q1*q2; +float t2 = t9-t10; +float t3 = q0*q0; +float t4 = q1*q1; +float t5 = q2*q2; +float t6 = q3*q3; +float t7 = t3-t4+t5-t6; +float t8 = t7*t7; +if (t8 > 1e-6f) { + t8 = 1.0f/t8; +} else { + return; +} +float t11 = t2*t2; +float t12 = t8*t11*4.0f; float t13 = t12+1.0f; -float t14 = 1.0f/t13; -float t15 = 1.0f/t6; -H_YAW[0] = -t14*(t15*(q0*q2*2.0f+q1*q3*2.0f)-t8*t9*(q0*q1*2.0f-q2*q3*2.0f)); -H_YAW[1] = 0.0f; -H_YAW[2] = t14*(t15*(t2+t3-t4-t5)+t8*t9*(t7+t10)); +float t14; +if (fabsf(t13) > 1e-6f) { + t14 = 1.0f/t13; +} else { + return; +} + +H_YAW[0] = t8*t14*(q3*t3+q3*t4-q3*t5+q3*t6-q0*q1*q2*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[1] = t8*t14*(q2*t3+q2*t4+q2*t5-q2*t6-q0*q1*q3*2.0f)*-2.0f; +H_YAW[2] = t8*t14*(-q1*t3+q1*t4+q1*t5+q1*t6-q0*q2*q3*2.0f)*2.0f; +H_YAW[3] = t8*t14*(q0*t3-q0*t4+q0*t5+q0*t6-q1*q2*q3*2.0f)*2.0f;