使用 MWC V2.5 中的 MPU6050中的DMP进行计算姿态（转载）

玩四轴的都知道, MWC V2.5 飞控主板,板载陀螺仪传感器就是MPU6050.(不信你可以拿放大镜看).
而默认的MWC开源程序是自己读取MPU6050的原始数据,经过,自己的一套算法.算出来四轴当前的姿态.
所以,MWC的源程序里面也就没有使用 MPU6050的 DMP进行计算姿态.
笔者为了做产品. 研究了很长时间的MWC源程序,始终没看懂. 后来不得已.最终在同事的劝说下.鼓起勇气
全部自己写..
经过一个星期的拆解移植.终于把MWC的开源程序大卸八块成独立可用的程序. 然后又重新组装在一起.
但是读取MPU6050 陀螺仪姿态的时候发现,读取的是原始数据. 无法使用.而且还需要转换成Yaw Pitch Roll 这种数据格式.
这套复杂的数据融合算法. 俺表示搞不定..
在上网查找资料的时候发现,MPU6050传感器默认就能进行数据融合计算.而且不占CPU资源
这个天大的好消息.引起了我的兴趣.本来CPU就不够用. 这一定要利用起来.

当我从网上down来源代码, 复制到我的程序的时候,发现.
DMP输出的数据呈现周期性的数据异常. 数据波动非常大. 这要是用在飞机上一定机毁人亡….
期初我以为是干扰,研究了一个礼拜的卡尔曼数据滤波算法. 最后也没搞定.
我发现凡事数据有异常的附近一定会出现 FIFO overflow !
找到到源代码 DEBUG_PRINTLN(F(“FIFO overflow !”));
打印这行代码的条件是

 if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024) {// reset so we can continue cleanlympu.resetFIFO();Serial.println(F("FIFO overflow!"));// otherwise, check for DMP data ready interrupt (this should happen frequently)}

这个条件的意思是,如果mpuIntStatus 的状态不对,或者读取的数据长度等于 1024
那么都会报这个错误.

我单纯的注释掉 DEBUG_PRINTLN(F(“FIFO overflow !”)); 是不行的.数据还是会周期性的异常.
数据不正确,干啥都不行.
百度了下,网上说,这个问题的根本原因是CPU读取DMP的数据速度太慢造成了 FIFO 缓冲器溢出.
经过多方查资料,才知道,MPU6050 要想正确使用DMP必须将传感器的12号引脚连接到CPU的外部中断引脚上,
使用中断函数立即去读取DMP的数据.就不会溢出了.

但是悲剧的情况是,MWCV2.5 电路板竟然没有将MPU6050的12号针脚引出. 针脚特别小.我的焊工又不行.真想扔了重新买一块.
那怎么办呢?
我想反正也能读出来数据, 我抛弃掉异常数据,或者不让异常数据产生就好了.
我第一个方法是,在每次读完数据以后就reset一下DMP输出的FIFO数据.这样就不会溢出了.缓冲区还是很大的.
结果是不会溢出了. 但还是会有异常数据.
于是我将DMP读取的数据长度打印出来, 发现,正常的数据长度都是84或者126, 不正常的就各种长度.

经过我的仔细研究数据读取代码. 竟然发现了,我的数据为啥会异常的根本原因..

原因就是我没用中断去读DMP的数据.而是循环不定时随机读的. 不同步的读取势必会有DMP计算到一部分,我这边CPU去读的情况.
出现这种情况,CPU读到一部分数据,数据不全. 肯定异常现在问题明白了. .
解决方法如下.
如何才能判断数据是读完的呢?这个地方用了点小技巧.
只要每次读取数据能读满, 那么这次数据就是正常的.否则.就是不正常的数据..

见下面的代码注释

 //郑桂良发现的超级规则.....
#ifdef DEBUGif (fifoCount  % packetSize != 0   ) //840 是 packetSize * 20 的大小 packetSize是每次读取数据的大小.{//mpu.resetFIFO(); 不用reset也行.//DEBUG_PRINTLN(F("数据读取异常,未按节拍读取,MPU6050 的 DMP 未计算完毕就读取了,只读取了一部分.造成后面的数据计算错误.")); //这种不同步异常造成的原因是MPU6050 的12号针脚 是一个对外发送中断信号的针脚.当DMP计算完毕以后会改变这个针脚的电平.//需要将这个12针脚与单片机的外部中断针脚相连.使用外部中断函数立即去读取DMP的数据. 才不会导致数据越堆越多.//但是悲剧的情况是,我的电路板竟然没有将MPU6050的12号针脚引出....我的程序是循环读.就出现这个异常了.return  ;  //放弃本次读取,下次再读.}
#endif
//郑桂良发现的超级规则.....

你只要简单的将代码改一下就可以了.把代码

if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024) {// reset so we can continue cleanlympu.resetFIFO();Serial.println(F("FIFO overflow!"));// otherwise, check for DMP data ready interrupt (this should happen frequently)}

改成

//郑桂良发现的超级规则.....
//840 是 packetSize * 20 的大小 /本来这里是 == 1024if ( (mpuIntStatus & 0x10) || ( fifoCount  % packetSize != 0 ) ||                 (fifoCount >= 840 )) //换成这个if条件就好了.{// reset so we can continue cleanlympu.resetFIFO(); //DEBUG_PRINTLN(F("FIFO overflow !")); //FIFO overflow 问题的本质就是，读取数据速度不够快导致FIFO溢出。//据说解决的方法就是，不能只用一个dmp_read_fifo(gyro, accel, quat, &sensor_timestamp, &sensors,&more);函数。//我参考了据说“非常成功”的代码，他们使用的库都差不多，或者一样，那么玄机就在如何加快读取？//请各位大神帮帮忙，要不然我就直接读取陀螺仪加速度计原始数据自己做数据融合了，但是我觉得INVsense公司做dmp必定有它的道理吧。//还是想用DMP读取数据return 9; }

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