LabVIEW
question about madgwick filter in labview ;
Hi, I am an amateur user of labview. I am trying to implement madgwick filter in labview, but the quaternions are very unstable. I can't find on the internet what units the accelerometer, gyroscope and magnetometer data should be delivered in. I supplied data in m/s^2 , deg/s and mT? Are the units correct?
I use the following code in formula node :
while(1){
float64 q1, q2, q3, q4;
float64 norm;
float64 hx, hy, _2bx, _2bz;
float64 s1, s2, s3, s4;
float64 qDot1, qDot2, qDot3, qDot4;
q1 = Quaternion[0];
q2 = Quaternion[1];
q3 = Quaternion[2];
q4 = Quaternion[3];
float64 _2q1mx, _2q1my, _2q1mz, _2q2mx, _4bx, _4bz, _2q1, _2q2, _2q3, _2q4;
float64 q1q1, q1q2, q1q3, q1q4, q2q2, q2q3, q2q4, q3q3, q3q4, q4q4, _2q1q3, _2q3q4;
_2q1 = 2.0 * q1;
_2q2 = 2.0 * q2;
_2q3 = 2.0 * q3;
_2q4 = 2.0 * q4;
_2q1q3 = 2.0 * q1 * q3;
_2q3q4 = 2.0 * q3 * q4;
q1q1 = q1 * q1;
q1q2 = q1 * q2;
q1q3 = q1 * q3;
q1q4 = q1 * q4;
q2q2 = q2 * q2;
q2q3 = q2 * q3;
q2q4 = q2 * q4;
q3q3 = q3 * q3;
q3q4 = q3 * q4;
q4q4 = q4 * q4;
// Normalise accelerometer measurement
norm = sqrt(ax * ax + ay * ay + az * az);
if (norm == 0.0)break;
norm = 1.0 / norm; // use reciprocal for division
ax *= norm;
ay *= norm;
az *= norm;
// Normalise magnetometer measurement
norm = sqrt(mx * mx + my * my + mz * mz);
if (norm == 0.0)break;
norm = 1.0 / norm; // use reciprocal for division
mx *= norm;
my *= norm;
mz *= norm;
// Reference direction of Earth's magnetic field
_2q1mx = 2 * q1 * mx;
_2q1my = 2 * q1 * my;
_2q1mz = 2 * q1 * mz;
_2q2mx = 2 * q2 * mx;
hx = mx * q1q1 - _2q1my * q4 + _2q1mz * q3 + mx * q2q2 + _2q2 * my * q3 + _2q2 * mz * q4 - mx * q3q3 - mx * q4q4;
hy = _2q1mx * q4 + my * q1q1 - _2q1mz * q2 + _2q2mx * q3 - my * q2q2 + my * q3q3 + _2q3 * mz * q4 - my * q4q4;
_2bx = sqrt(hx * hx + hy * hy);
_2bz = -_2q1mx * q3 + _2q1my * q2 + mz * q1q1 + _2q2mx * q4 - mz * q2q2 + _2q3 * my * q4 - mz * q3q3 + mz * q4q4;
_4bx = 2 * _2bx;
_4bz = 2 * _2bz;
// Gradient decent algorithm corrective step
s1 = -_2q3 * (2.0 * (q2q4 - _2q1q3) - ax) + _2q2 * (2.0 * (q1q2 + _2q3q4) - ay) + -_2bz * q3 * (_2bx * (0.5 - q3q3 - q4q4) + _2bz * (q2q4 - q1q3) - mx) + (-_2bx * q4 + _2bz * q2) * (_2bx * (q2q3 - q1q4) + _2bz * (q1q2 + q3q4) - my) + _2bx * q3 * (_2bx * (q1q3 + q2q4) + _2bz * (0.5 - q2q2 - q3q3) - mz);
s2 = _2q4 * (2.0 * (q2q4 - _2q1q3) - ax) + _2q1 * (2.0 * (q1q2 + _2q3q4) - ay) + -4.0 * q2 * (2.0 * (0.5 - q2q2 - q3q3) - az) + _2bz * q4 * (_2bx * (0.5 - q3q3 - q4q4) + _2bz * (q2q4 - q1q3) - mx) + (_2bx * q3 + _2bz * q1) * (_2bx * (q2q3 - q1q4) + _2bz * (q1q2 + q3q4) - my) + (_2bx * q4 - _4bz * q2) * (_2bx * (q1q3 + q1q4) + _2bz * (0.5 - q2q2 - q3q3) - mz);
s3 = -_2q1 * (2.0 * (q2q4 - _2q1q3) - ax) + _2q4 * (2.0 * (q1q2 + _2q3q4) - ay) + (-4.0 * q3) * (2 * (0.5 - q2q2 - q3q3) - az) + (-_4bx * q3 - _2bz * q1) * (_2bx * (0.5 - q3q3 - q4q4) + _2bz * (q2q4 - q1q3) - mx) + (_2bx * q2 + _2bz * q4) * (_2bx * (q2q3 - q1q4) + _2bz * (q1q2 + q3q4) - my) + (_2bx * q1 - _4bz * q3) * (_2bx * (q1q3 + q2q4) + _2bz * (0.5 - q2q2 - q3q3) - mz);
s4 = _2q2 * (2.0 * (q2q4 - -_2q1q3) - ax) + _2q3 * (2.0 * (q1q2 + _2q3q4) - ay) + (-_4bx * q4 + _2bz * 21) * (_2bx * (0.5 - q3q3 - q4q4) + _4bz * (q2q4 - q1q3) - mx) + (-_2bx * q1 + _2bz * q3) * (_2bx * (q2q3 - q1q4) + _2bz * (q1q2 + q3q4) - my) + (_2bx * q2) * (_2bx * (q1q3 + q2q4) + _2bz * (0.5 - q2q2 - q3q3) - mz);
norm = 1.0 / sqrt(s1 * s1 + s2 * s2 + s3 * s3 + s4 * s4); // normalise step magnitude
s1 *= norm;
s2 *= norm;
s3 *= norm;
s4 *= norm;
// Compute rate of change of quaternion
qDot1 = 0.5 * (-q2 * gx - q3 * gy - q4 * gz);
qDot2 = 0.5 * (q1 * gx + q3 * gz - q4 * gy);
qDot3 = 0.5 * (q1 * gy - q2 * gz + q4 * gx) ;
qDot4 = 0.5 * (q1 * gz + q2 * gy - q3 * gx) ;
qDot1 -= Beta * s1;
qDot2 -= Beta * s2;
qDot3 -= Beta * s3;
qDot4 -= Beta * s4;
// Integrate to yield quaternion
q1 += qDot1 * SamplePeriod;
q2 += qDot2 * SamplePeriod;
q3 += qDot3 * SamplePeriod;
q4 += qDot4 * SamplePeriod;
norm = 1.0 / sqrt(q1 * q1 + q2 * q2 + q3 * q3 + q4 * q4); // normalise quaternion
Quaternion[0] = q1 * norm;
Quaternion[1] = q2 * norm;
Quaternion[2] = q3 * norm;
Quaternion[3] = q4 * norm;
break;
}
