/* imu Task */ /* Includes ----------------------------------------------------------------- */ #include "task/user_task.h" /* USER INCLUDE BEGIN */ #include "bsp/can.h" #include "bsp/time.h" #include "component/ahrs.h" #include #include /* USER INCLUDE END */ /* Private typedef ---------------------------------------------------------- */ /* Private define ----------------------------------------------------------- */ /* AHRS数据CAN ID定义 */ #define CAN_ID_AHRS_ACCL 0x301 /* 加速度计数据 */ #define CAN_ID_AHRS_GYRO 0x302 /* 陀螺仪数据 */ #define CAN_ID_AHRS_EULR 0x303 /* 欧拉角数据 */ #define CAN_ID_AHRS_QUAT 0x304 /* 四元数数据 */ /* Private macro ------------------------------------------------------------ */ /* Private variables -------------------------------------------------------- */ /* USER STRUCT BEGIN */ AHRS_Accl_t accl; AHRS_Gyro_t gyro; AHRS_Eulr_t eulr; AHRS_Quaternion_t quat; /* USER STRUCT END */ /* Private function --------------------------------------------------------- */ /* Exported functions ------------------------------------------------------- */ void Task_imu(void *argument) { (void)argument; /* 未使用argument，消除警告 */ /* 计算任务运行到指定频率需要等待的tick数 */ const uint32_t delay_tick = osKernelGetTickFreq() / IMU_FREQ; osDelay(IMU_INIT_DELAY); /* 延时一段时间再开启任务 */ uint32_t tick = osKernelGetTickCount(); /* 控制任务运行频率的计时 */ /* USER CODE INIT BEGIN */ BSP_CAN_Init(); /* USER CODE INIT END */ while (1) { tick += delay_tick; /* 计算下一个唤醒时刻 */ /* USER CODE BEGIN */ /* 获取加速度计数据并通过CAN发送 - 使用24位精度，充分利用8字节 */ if (osMessageQueueGet(task_runtime.msgq.imu.accl, &accl, NULL, 0) == osOK) { BSP_CAN_StdDataFrame_t accl_frame; accl_frame.id = CAN_ID_AHRS_ACCL; accl_frame.dlc = 8; /* 充分利用8字节数据帧 */ /* 使用24位精度存储x/y轴，16位存储z轴 + 2字节预留 * x: 24位 (精度1/1000000，范围±8.388g) * y: 24位 (精度1/1000000，范围±8.388g) * z: 16位 (精度1/10000，范围±3.276g) * 预留: 2字节用于扩展或校验 */ // X轴 - 24位有符号整数 (字节0-2) int32_t x_int = (int32_t)(accl.x * 1000000.0f); x_int = (x_int > 8388607) ? 8388607 : ((x_int < -8388608) ? -8388608 : x_int); accl_frame.data[0] = (x_int >> 16) & 0xFF; accl_frame.data[1] = (x_int >> 8) & 0xFF; accl_frame.data[2] = x_int & 0xFF; // Y轴 - 24位有符号整数 (字节3-5) int32_t y_int = (int32_t)(accl.y * 1000000.0f); y_int = (y_int > 8388607) ? 8388607 : ((y_int < -8388608) ? -8388608 : y_int); accl_frame.data[3] = (y_int >> 16) & 0xFF; accl_frame.data[4] = (y_int >> 8) & 0xFF; accl_frame.data[5] = y_int & 0xFF; // Z轴 - 16位有符号整数 (字节6-7) int16_t z_int = (int16_t)(accl.z * 10000.0f); memcpy(&accl_frame.data[6], &z_int, sizeof(int16_t)); BSP_CAN_TransmitStdDataFrame(BSP_CAN_1, &accl_frame); } /* 获取陀螺仪数据并通过CAN发送 - 使用24位精度，充分利用8字节 */ if (osMessageQueueGet(task_runtime.msgq.imu.gyro, &gyro, NULL, 0) == osOK) { BSP_CAN_StdDataFrame_t gyro_frame; gyro_frame.id = CAN_ID_AHRS_GYRO; gyro_frame.dlc = 8; /* 充分利用8字节数据帧 */ /* 使用24位精度存储x/y轴，16位存储z轴 + 2字节预留 * x: 24位 (精度1/1000，范围±8388°/s) * y: 24位 (精度1/1000，范围±8388°/s) * z: 16位 (精度1/100，范围±327°/s) * 预留: 2字节用于扩展或校验 */ // X轴 - 24位有符号整数 (字节0-2) - 精度0.001°/s int32_t x_int = (int32_t)(gyro.x * 1000.0f); x_int = (x_int > 8388607) ? 8388607 : ((x_int < -8388608) ? -8388608 : x_int); gyro_frame.data[0] = (x_int >> 16) & 0xFF; gyro_frame.data[1] = (x_int >> 8) & 0xFF; gyro_frame.data[2] = x_int & 0xFF; // Y轴 - 24位有符号整数 (字节3-5) - 精度0.001°/s int32_t y_int = (int32_t)(gyro.y * 1000.0f); y_int = (y_int > 8388607) ? 8388607 : ((y_int < -8388608) ? -8388608 : y_int); gyro_frame.data[3] = (y_int >> 16) & 0xFF; gyro_frame.data[4] = (y_int >> 8) & 0xFF; gyro_frame.data[5] = y_int & 0xFF; // Z轴 - 16位有符号整数 (字节6-7) - 精度0.01°/s int16_t z_int = (int16_t)(gyro.z * 100.0f); memcpy(&gyro_frame.data[6], &z_int, sizeof(int16_t)); BSP_CAN_TransmitStdDataFrame(BSP_CAN_1, &gyro_frame); } /* 获取欧拉角数据并通过CAN发送 - 使用24位精度，充分利用8字节 */ if (osMessageQueueGet(task_runtime.msgq.imu.eulr, &eulr, NULL, 0) == osOK) { BSP_CAN_StdDataFrame_t eulr_frame; eulr_frame.id = CAN_ID_AHRS_EULR; eulr_frame.dlc = 8; /* 充分利用8字节数据帧 */ /* 使用更高精度存储欧拉角 * yaw: 24位 (精度1/10000，范围±838.8°) * pitch: 24位 (精度1/10000，范围±838.8°) * roll: 16位 (精度1/1000，范围±32.767°) * 预留: 2字节用于扩展或校验 */ // Yaw - 24位有符号整数 (字节0-2) - 精度0.0001° int32_t yaw_int = (int32_t)(eulr.yaw * 10000.0f); yaw_int = (yaw_int > 8388607) ? 8388607 : ((yaw_int < -8388608) ? -8388608 : yaw_int); eulr_frame.data[0] = (yaw_int >> 16) & 0xFF; eulr_frame.data[1] = (yaw_int >> 8) & 0xFF; eulr_frame.data[2] = yaw_int & 0xFF; // Pitch - 24位有符号整数 (字节3-5) - 精度0.0001° int32_t pit_int = (int32_t)(eulr.pit * 10000.0f); pit_int = (pit_int > 8388607) ? 8388607 : ((pit_int < -8388608) ? -8388608 : pit_int); eulr_frame.data[3] = (pit_int >> 16) & 0xFF; eulr_frame.data[4] = (pit_int >> 8) & 0xFF; eulr_frame.data[5] = pit_int & 0xFF; // Roll - 16位有符号整数 (字节6-7) - 精度0.001° int16_t rol_int = (int16_t)(eulr.rol * 1000.0f); memcpy(&eulr_frame.data[6], &rol_int, sizeof(int16_t)); BSP_CAN_TransmitStdDataFrame(BSP_CAN_1, &eulr_frame); } /* 获取四元数数据并通过CAN发送 - 优化精度分配 */ if (osMessageQueueGet(task_runtime.msgq.imu.quat, &quat, NULL, 0) == osOK) { BSP_CAN_StdDataFrame_t quat_frame; quat_frame.id = CAN_ID_AHRS_QUAT; quat_frame.dlc = 8; /* 充分利用8字节数据帧 */ /* 优化四元数精度分配，四元数范围-1~1 * q0: 16位 (精度1/32767，最高精度) * q1: 16位 (精度1/32767，最高精度) * q2: 16位 (精度1/32767，最高精度) * q3: 16位 (精度1/32767，最高精度) * 使用int16_t的全部范围，精度提升至1/32767 */ // 将四元数归一化并转换为int16_t，使用int16_t全部范围 int16_t q0_int = (int16_t)(quat.q0 * 32767.0f); int16_t q1_int = (int16_t)(quat.q1 * 32767.0f); int16_t q2_int = (int16_t)(quat.q2 * 32767.0f); int16_t q3_int = (int16_t)(quat.q3 * 32767.0f); // 限制范围防止溢出 q0_int = (q0_int > 32767) ? 32767 : ((q0_int < -32767) ? -32767 : q0_int); q1_int = (q1_int > 32767) ? 32767 : ((q1_int < -32767) ? -32767 : q1_int); q2_int = (q2_int > 32767) ? 32767 : ((q2_int < -32767) ? -32767 : q2_int); q3_int = (q3_int > 32767) ? 32767 : ((q3_int < -32767) ? -32767 : q3_int); memcpy(&quat_frame.data[0], &q0_int, sizeof(int16_t)); memcpy(&quat_frame.data[2], &q1_int, sizeof(int16_t)); memcpy(&quat_frame.data[4], &q2_int, sizeof(int16_t)); memcpy(&quat_frame.data[6], &q3_int, sizeof(int16_t)); BSP_CAN_TransmitStdDataFrame(BSP_CAN_1, &quat_frame); } /* USER CODE END */ osDelayUntil(tick); /* 运行结束，等待下一次唤醒 */ } }