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00041
00042
00043
00044
00045 #ifndef EKF_3DMODEL_HPP_
00046 #define EKF_3DMODEL_HPP_
00047 #include <labust/navigation/SSModel.hpp>
00048
00049 namespace labust
00050 {
00051 namespace navigation
00052 {
00056 class EKF_3D_USBLModel : public SSModel<double>
00057 {
00058 typedef SSModel<double> Base;
00059 public:
00060 typedef vector input_type;
00061 typedef vector output_type;
00062
00063 struct ModelParams
00064 {
00065 ModelParams():
00066 alpha(1),
00067 beta(1),
00068 betaa(0){};
00069
00070 ModelParams(double alpha, double beta, double betaa):
00071 alpha(alpha),
00072 beta(beta),
00073 betaa(betaa){}
00074
00075 inline double Beta(double val)
00076 {
00077 return beta + betaa*fabs(val);
00078 }
00079
00080 double alpha, beta, betaa;
00081 };
00082
00083 enum {u=0,v,w,p,q,r,xp,yp,zp,phi,theta,psi,xc,yc,b,buoyancy,roll_restore,pitch_restore,altitude,xb,yb,zb,stateNum};
00084 enum {X=0,Y,Z,Kroll,M,N,inputSize};
00085 enum {range=stateNum,bearing,elevation,measSize};
00086
00087
00088
00089
00093 EKF_3D_USBLModel();
00097 ~EKF_3D_USBLModel();
00098
00104 void step(const input_type& input);
00110 void estimate_y(output_type& y);
00114 void initModel();
00115
00119 const output_type& update(vector& measurements, vector& newMeas);
00120
00124 void setParameters(const ModelParams& surge,
00125 const ModelParams& sway,
00126 const ModelParams& heave,
00127 const ModelParams& roll,
00128 const ModelParams& pitch,
00129 const ModelParams& yaw)
00130 {
00131 this->surge = surge;
00132 this->sway = sway;
00133 this->heave = heave;
00134 this->roll = roll;
00135 this->pitch = pitch;
00136 this->yaw = yaw;
00137 }
00138
00139 void calculateXYInovationVariance(const matrix& P, double& xin,double &yin);
00140 void calculateUVInovationVariance(const matrix& P, double& uin,double &vin);
00141 double calculateAltInovationVariance(const matrix& P);
00142
00146 inline void getNEDSpeed(double& xdot, double& ydot)
00147 {
00148 xdot = this->xdot;
00149 ydot = this->ydot;
00150 }
00151
00152 inline void useDvlModel(int flag){this->dvlModel = flag;};
00153
00154 protected:
00158 void derivativeAW();
00162 void derivativeHV(int num);
00166 void derivativeH();
00170 ModelParams surge,sway,heave,roll,pitch,yaw;
00174 output_type measurement;
00178 double xdot,ydot;
00182 int dvlModel;
00186 matrix Hnl;
00190 vector ynl,y;
00191 };
00192 }
00193 }
00194
00195
00196 #endif