使用缓冲区和溢出缓冲区将 IMU 数据写入 csv 文件？

Posted 2023-02-16

【中文标题】使用缓冲区和溢出缓冲区将 IMU 数据写入 csv 文件？

【英文标题】：Write IMU data to csv file using buffer and overflow buffer?

【发布时间】：2019-08-13 20:31:32

【问题描述】：

我一直在尝试为通过 I2C 连接到 mbed 板的 LSM9DS1 IMU 实现 C++ 互补滤波器，但时序问题使我无法正确地获得角速率集成。这是因为在我的代码中，我假设我的采样率为 100Hz，而由于我用于实时显示值的 printf() 语句，这并不完全是采样数据的速率。这导致当 IM​​U 放回其原始位置时，我的过滤器输出的角度漂移/不回到原始值。

建议我按照以下步骤操作，以避免我的代码延迟可能会中断我对时间敏感的应用程序：

在程序的每次迭代中，将原始 IMU 数据添加到缓冲区中 当缓冲区快满时，使用中断从 .csv 文件的缓冲区 当/如果缓冲区溢出，将剩余数据添加到新的“溢出 缓冲区” 清空第一个缓冲区并用溢出中存储的数据重新填充它 缓冲区等 通过手动处理数据分别处理过滤计算 从 .csv 文件中收集所有内容后，以避免计时 问题，看看输出是否符合预期

整个缓冲区/溢出缓冲区来回的事情真的让我很困惑，有人可以帮我澄清一下如何在技术上实现上述步骤吗？提前致谢！

编辑：

#include "LSM9DS1.h"
#define DT 1/100

void runFilter()

    // calculate Euler angles from accelerometer and magnetometer (_roll, 
    // _pitch,_yaw)
    calcAttitude(imu.ax, imu.ay, imu.az, -imu.my, -imu.mx, imu.mz);

    _gyroAngleX += (_rateX*DT);
    _gyroAngleY += (_rateY*DT);
    _gyroAngleZ += (_rateZ*DT);

    _xfilt = 0.98f*(_gyroAngleX) + 0.02f*_roll;
    _yfilt = 0.98f*(_gyroAngleY) + 0.02f*_pitch;
    _zfilt = 0.98f*(_gyroAngleZ) + 0.02f*_yaw;

    printf("%.2f, %.2f, %.2f \n", _xfilt, _yfilt, _zfilt);

在 main.cpp 中：

int main()

    init(); // Initialise IMU
    while(1) 
        readValues(); // Read data from the IMUs
        runFilter(); 
    
 

【问题讨论】：

您使用的是 Mbed OS2 还是 OS5？

这是 Mbed OS5... 有什么建议吗？

您可以在没有 printf() 的情况下以 100Hz 采样，对吗？如何确保 100Hz 采样率？ （定时器中断？）是过滤计算还是 printf() 导致延迟？你的代码会很有帮助。

@KentaroOkuda 由于 LSM9DS1 库中的设置，确保了 100Hz 的采样率。我认为 printf() 语句和计算都导致了延迟，所以我想按照我上面提到的步骤来看看是否通过避免它们，数据是否按预期输出。我会用我的代码的相关部分更新帖子，谢谢！

您是否在等待 readValues() 中的数据就绪信号？如果没有，您将尝试尽可能快地进行采样。

【参考方案1】：

正如 Kentaro 在 cmets 中也提到的，为 printf 使用单独的线程并使用 Mbed OS EventQueue 将 printf 语句推迟到它。

EventQueue queue;
Thread event_thread(osPriorityLow);

int main() 
    event_thread.start(callback(&queue, &EventQueue::dispatch_forever));

    // after sampling
    queue.call(&printf, "%.2f, %.2f, %.2f \n", _xfilt, _yfilt, _zfilt);

但是，您可能仍会遇到速度问题。一些一般提示：

使用您的开发板可以处理的最高波特率。 在printf（使用Serial）之上使用RawSerial 对象以避免声明互斥体。 不要写入 UART，而是写入文件（例如，将 FATFileSystem 挂载到 SD 卡上）。这会更快。

【讨论】：

再次您好，感谢您的详细回答！你知道在 LPC1768 板上是否可以使用 EventQueue 和 Thread 吗？我在尝试时遇到错误

您确定您使用的是 Mbed OS 5 吗？见os.mbed.com/docs/mbed-os/v5.11/tutorials/…