src/sensor_fusion/design/sf_orientation.m

   1 % sf_orientation
   2 %
   3 % Copyright (c) 2014 Samsung Electronics Co., Ltd.
   4 %
   5 % Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6 % you may not use this file except in compliance with the License.
   7 % You may obtain a copy of the License at
   8 %
   9 % http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10 %
  11 % Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12 % distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13 % WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14 % See the License for the specific language governing permissions and
  15 % limitations under the License.
  16
  17 % Sensor Fusion Implementation for Orientation Estimation
  18 %
  19 % - Input Accelerometer, Gyroscope and Magnetometer sensor data
  20 % - Call estimate_orientation function
  21 % - Plot results for orientation
  22
  23 addpath('lib');
  24 clear
  25 close all
  26 clc
  27
  28 GRAVITY = 9.80665;
  29
  30 Max_Range_Accel = 39.203407; Min_Range_Accel = -39.204006; Res_Accel = 0.000598;
  31 Max_Range_Gyro = 1146.862549; Min_Range_Gyro = -1146.880005; Res_Gyro = 0.017500;
  32 Max_Range_Magnetic = 1200; Min_Range_Magnetic = -1200; Res_Magnetic = 1;
  33
  34 Bias_Ax = 0.098586;
  35 Bias_Ay = 0.18385;
  36 Bias_Az = 10.084 - GRAVITY;
  37
  38 Bias_Gx = -5.3539;
  39 Bias_Gy = 0.24325;
  40 Bias_Gz = 2.3391;
  41
  42 BUFFER_SIZE = 1095;
  43
  44 Accel_data = zeros(4,BUFFER_SIZE);
  45 Gyro_data = zeros(4,BUFFER_SIZE);
  46 Mag_data =  zeros(4,BUFFER_SIZE);
  47
  48 OR_driv = zeros(3,BUFFER_SIZE);
  49 OR_aid = zeros(3,BUFFER_SIZE);
  50 OR_err = zeros(3,BUFFER_SIZE);
  51
  52 % Sensor Data simulating orientation motions
  53
  54 % get accel x,y,z axis data from stored file
  55 Accel_data(1,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/accel.txt")(:,1))') - Bias_Ax)(1:BUFFER_SIZE);
  56 Accel_data(2,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/accel.txt")(:,2))') - Bias_Ay)(1:BUFFER_SIZE);
  57 Accel_data(3,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/accel.txt")(:,3))') - Bias_Az)(1:BUFFER_SIZE);
  58 Accel_data(4,:) = ((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/accel.txt")(:,4))')(1:BUFFER_SIZE);
  59
  60 % get gyro x,y,z axis data from stored file
  61 Gyro_data(1,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/gyro.txt")(:,1))') - Bias_Gx)(1:BUFFER_SIZE);
  62 Gyro_data(2,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/gyro.txt")(:,2))') - Bias_Gy)(1:BUFFER_SIZE);
  63 Gyro_data(3,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/gyro.txt")(:,3))') - Bias_Gz)(1:BUFFER_SIZE);
  64 Gyro_data(4,:) = ((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/gyro.txt")(:,4))')(1:BUFFER_SIZE);
  65
  66 scale_Gyro = 575;
  67 Gyro_data(1,:) = Gyro_data(1,:)/scale_Gyro;
  68 Gyro_data(2,:) = Gyro_data(2,:)/scale_Gyro;
  69 Gyro_data(3,:) = Gyro_data(3,:)/scale_Gyro;
  70
  71 % get magnetometer x,y,z axis data from stored file
  72 Mag_data(1,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/magnetic.txt")(:,1))'))(1:BUFFER_SIZE);
  73 Mag_data(2,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/magnetic.txt")(:,2))'))(1:BUFFER_SIZE);
  74 Mag_data(3,:) = (((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/magnetic.txt")(:,3))'))(1:BUFFER_SIZE);
  75 Mag_data(4,:) = ((dlmread("data/100ms/roll_pitch_yaw/magnetic.txt")(:,4))')(1:BUFFER_SIZE);
  76
  77 % estimate orientation
  78 [OR_driv, OR_aid, OR_err]  = estimate_orientation(Accel_data, Gyro_data, Mag_data);
  79
  80 % Rotation Plot Results
  81 hfig=(figure);
  82 scrsz = get(0,'ScreenSize');
  83 set(hfig,'position',scrsz);
  84 subplot(3,1,1)
  85 UA = OR_aid(2,:);
  86 p1 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'r');
  87 hold on;
  88 grid on;
  89 UA = OR_driv(2,:);
  90 p2 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'b');
  91 hold on;
  92 grid on;
  93 UA = OR_err(2,:);
  94 p3 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'g');
  95 title(['Pitch']);
  96 legend([p1 p2 p3],'Aiding System', 'Driving System', 'Quaternion based error');
  97 subplot(3,1,2)
  98 UA = OR_aid(1,:);
  99 p1 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'r');
 100 hold on;
 101 grid on;
 102 UA = OR_driv(1,:);
 103 p2 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'b');
 104 hold on;
 105 grid on;
 106 UA = OR_err(1,:);
 107 p3 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'g');
 108 title(['Roll']);
 109 legend([p1 p2 p3],'Aiding System', 'Driving System', 'Quaternion based error');
 110 subplot(3,1,3)
 111 UA = OR_aid(3,:);
 112 p1 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'r');
 113 hold on;
 114 grid on;
 115 UA = OR_driv(3,:);
 116 p2 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'b');
 117 hold on;
 118 grid on;
 119 UA = OR_err(3,:);
 120 p3 = plot(1:length(UA),UA(1,1:length(UA)),'g');
 121 title(['Yaw']);
 122 legend([p1 p2 p3],'Aiding System', 'Driving System', 'Quaternion based error');