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标题: 关于调试气压计之后的感想 [打印本页]

作者: StarFlying 时间: 2015-2-6 21:45
标题: 关于调试气压计之后的感想
最近自己编程序读取高精度气压计MS5611的数据。意外的发现了这个传感器在使用上一个很难搞的问题。

我是在房间内测试MS5611的，模块一直放着不动，然后，通过stm32读取芯片内存储气压值（用其他芯片读取没试过，但应该没有影响）。最后发现，读数据的频率非常影响气压的值，或者是温度的值。这里我已经考虑到了传感器芯片内部做AD转换的时间了。

出现的问题是，当读取频率不一样的时候，气压值和温度值都会稳定在不同的数值上。例如，每20ms读取一次，和每100ms读取一次，气压值前后会有很大的差别，已经经过很多次试验了，传感器芯片一直放着一旁没有动过，室内肯定无风，也没有空调影响。所以，我得出的结论是读数的频率影响了其稳定的数值。

最后我的解决方法是，不得不适用stm32的定时器中断，每隔一个精确的时间读取一次传感器数值，这才稳定下来。看过MWC的算法里面读气压计的代码部分，它是判断是否超过10ms然后读取的，由于不是中断，所以，有可能某些值是超过10ms读取的，这样或多或少会造成读数的不准确。

ps：MS5611在刚刚通电数10s内读到的数值，变化幅度是最大的，需要一段时间的预读取使其稳定下来。MWC里面有个寄存器控制着这个预读取并计算基准气压的量calibratingB。在主文件内面定义的值是200，我觉得这个还不够，还要更大才能让气压计稳定下来，但是，由于气压计读数很慢，每次要20ms（MWC里面设置的），所以，可能会造成飞机上电之后需要等待的时间过长。

这是在折腾了MS5611之后的一点心得，希望广大在高度算法上折腾的盆友们发表下自己的看法和解决方法。大家多多交流！

作者: xjkt 时间: 2015-2-6 23:25
很高深的理论。真心佩服楼主。顶起来

作者: StarFlying 时间: 2015-2-7 10:32
自顶一下，希望有做过的人来交流

作者: 爵爷 时间: 2015-2-7 17:17
所以apm之类的飞控做定稿是基于z轴数据融合气压计的读数做定高...

作者: 暗黑刺客熊 时间: 2015-2-7 20:32
读数间隔要40ms吧

作者: StarFlying 时间: 2015-2-7 22:38

暗黑刺客熊发表于 2015-2-7 20:32
读数间隔要40ms吧

做AD转换的时间是10ms。只要超过这个时间，就可以读出差不多正确的数据来。

作者: 暗黑刺客熊 时间: 2015-2-8 09:16

StarFlying 发表于 2015-2-7 22:38
做AD转换的时间是10ms。只要超过这个时间，就可以读出差不多正确的数据来。

昨天我看错了，不是40ms。温度的AD转换要10ms，压强的还需要10ms，至少要20ms才能出一组完整的数据。在MWC里面，一次气压计的更新用24ms。你如果不需要温度的话，10ms间隔也可以，但是要关闭温度的AD转换，别让温度占用时间。

作者: StarFlying 时间: 2015-2-8 10:32

暗黑刺客熊发表于 2015-2-8 09:16
昨天我看错了，不是40ms。温度的AD转换要10ms，压强的还需要10ms，至少要20ms才能出一组完整的数据。在MW ...

现在的问题不是这个，是在满足转换时间的条件下，读取的频率不一样，得到的稳定数值是不一样的，MWC每次读取气压计的时间间隔有少许变化，所以我觉得会有些影响。我在stm32上测试的是20ms和100ms那差的真是太多了！

作者: StarFlying 时间: 2015-2-8 10:33

爵爷发表于 2015-2-7 17:17
所以apm之类的飞控做定稿是基于z轴数据融合气压计的读数做定高...

请问除了APM做了高度融合外，还有哪些做过？尤其是开源的，想学习下程序

作者: 暗黑刺客熊 时间: 2015-2-8 10:55

StarFlying 发表于 2015-2-8 10:32
现在的问题不是这个，是在满足转换时间的条件下，读取的频率不一样，得到的稳定数值是不一样的，MWC每次 ...

那你试试在MWC上，用不同的更新频率读一读气压计的数据，看看和你STM32上的现象是不是一样的，我觉得不应该有这个情况

作者: StarFlying 时间: 2015-2-8 12:07

暗黑刺客熊发表于 2015-2-8 10:55
那你试试在MWC上，用不同的更新频率读一读气压计的数据，看看和你STM32上的现象是不是一样的，我觉得不应 ...

已经试过了，MWC的板子上，用它固有的软件和硬件，分不同频率读取气压计原始值，确实存在这个问题。气压计是压电传感器，我不知道是不是这个存在影响，也不知道多少频率读取更稳定

作者: xukejing 时间: 2015-2-8 14:46
推荐读取频率是50Hz，频率不能太高[1-2]。多旋翼可以取50Hz。控制固定翼飞机的气压计只用于惯性导航算法(INS)，气压参数不需要太高频率刷新，读取可以5Hz[3]。

参考资料
[1]ppz源代码 firmwares/fixedwing/main_ap.c
[2]ppz源代码 firmwares/rotorcraft/main.c
[3]ppz设置例子 airframes\ENAC\fixed-wing\jp.xml

作者: StarFlying 时间: 2015-2-8 15:46

xukejing 发表于 2015-2-8 14:46
推荐读取频率是50Hz，频率不能太高[1-2]。多旋翼可以取50Hz。控制固定翼飞机的气压计只用于惯性导航算法(IN ...

50Hz是哪里来的数据啊请问一下，另外这个50Hz是单单读取气压计值的频率还是读取温度和气压一起的频率？

作者: xukejing 时间: 2015-2-8 19:12
50Hz这个读取频率是一些PPZ飞控的开发者推荐的，在源代码里由“BARO_PERIODIC_FREQUENCY”定义[1-3]，推荐值是50[1,2]。为了准确计算高度，温度和气压一起读取，因为气压传感器的目的是惯导控制。对于多旋翼的控制，姿态和惯导强烈耦合在一起，理论上每秒读取气压计次数越多越好，但是超过每秒超过100次就会出错[4]。如果是固定翼飞机，得益于系统的静稳定性，惯导系统每秒钟把高度刷新5次也够了[3]。
参考资料
[1]ppz源代码 firmwares/fixedwing/main_ap.c
[2]ppz源代码 firmwares/rotorcraft/main.c
[3]ppz源代码 boards/apogee/baro_board.c
[4]ppz设置例子 airframes\ENAC\fixed-wing\jp.xml
[5]ppz源代码 peripherals/ms5611_i2c.c

作者: StarFlying 时间: 2015-2-8 21:24

xukejing 发表于 2015-2-8 19:12
50Hz这个读取频率是一些PPZ飞控的开发者推荐的，在源代码里由“BARO_PERIODIC_FREQUENCY”定义[1-3]，推荐 ...

你好，请问下这些代码在哪里可以找到？

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