蜜袋鼯第④贴 RSL10-SENSE-GEVK 玩耍BHI160，步数、运动识别？不用处理，直接获取!!

justd0 发表于 2021-6-27 01:40

本帖最后由 justd0 于 2021-6-27 01:42 编辑

     本是周末是要被想出游的家人拉出去当司机，奈何计划有变，于是终于有了自己的周末空闲时间~~撒花啊！

 

     <a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1169973-1-1.html">蜜袋鼯第③贴</a> 上一贴写了 由于官方对RSL10-SENSE-GEVK开发板进行了硬件升级，替换了光照度传感器而导致的相应例程无法使用，故写了个写了个驱动代码分享给大家。

 

本帖主要内容：

1、介绍姿态传感器、磁力计传感器背景及功能。

2、修改RSL10-SENSE-GEVK官方例程，读取加速度、角速度、磁力计、重力等数据。

3、修改例程中的BHI160应用层配置，将该传感器的特殊数据读取出来，例如：步数检测、运动状态识别等，此处得圈下@w494143467 ，没记错的话你项目里要用它来做运动识别的话，传感器已经实现了，你就不用自己算了哈~~

 

<hr />
正文开始：

 

按照我的项目计划（哦，忘记写了，下一贴写下项目的计划内容吧），还需要运动信息，比如角速度、旋转圈数等，而这些数据可以由开发板上的BHI160传感器获取到。

 

在玩板之前，本以为这个传感器就是个普通的六轴姿态传感器，

但查了下资料之后才发现，这可是大名鼎鼎的博世的姿态传感器啊！

 

你可能会问博世是啥？跟普通的姿态传感器有啥区别啊。。

 

哈哈，我也有这个疑问来的，在我看完他的datasheet之后，不得不说这传感器很牛b。

 



 

从他<a href="https://www.bosch-sensortec.com/products/smart-sensors/bhi160b/">官网</a>上的简介可以看到，这个小传感器不仅仅是三轴加速度计、三轴角速度计这么简单，

 

他在内部就对原始数据进行了处理，能够输出

“加速度计、重力、线性加速度、陀螺仪、陀螺仪未校准、游戏旋转矢量、计步器、步数检测器、

有效运动识别（significant motion）、倾斜检测器、拾取识别、唤醒识别、手势识别、站立、

跑步、骑自行车、开车的活动识别”

 

而且传感器还能串联一个其他类别的传感器，例如地磁计，就又可以输出

“地磁场、未校准磁场、方向矢量、旋转矢量、地磁旋转矢量”

 

在官网的下方还可以看到博世已经给提供了这个传感器的使用例程，还有固件？

 

固件什么鬼，点开看下，原来用传感器串联他家自己传感器的时候，都不用自己配置信息了，直接按照固件烧进去就行了，如下图的BMM150，这不正是RSL10-SENSE-GEVK开发板上的磁力计传感器么~~

 

另外博世还给提供了详细的驱动库和示例代码，感兴趣的可以去<a href="https://github.com/BoschSensortec/BHy1_driver_and_MCU_solution">github</a>看下

 



 

 

那么回来再看RSL10-SENSE-GEVK开发板的电路图上，就是采用的博世的BHI160+BMM150方案



 

 

我们直接打开SDK中的sense_bhi160来先体验下，copy下工程，然后看下例程里面是怎么个逻辑，

 

我画了个流程图，可以看到这个例程还是很好理解的，

 

初始化了必要组件之后，初始化了下BHI160传感器，并对它初始化过程做了个计时。

 

接下来就是注册了三组数据的回调处理函数，以便获取传感器数据更新值。



然后编译下载到开发板，我们通过Jlink RTT viewer 就可以看到数据了，

 

下图中可以看到，BHI160初始化的时间显示的是805ms

感兴趣的同学可以进入到初始化函数中看下，可以看到用这么久时间进行初始化，其实都是前面说的给BHI160烧写了BMM150的配置程序那个过程。



 

用RTT viewer看log数据就是一堆的打印信息，如下图所示，

但实时刷新的时候，根本看不清数据是啥。。。



那么我们可以借助jscope来看下数据变化，接下来只要定义个全局变量，

把传感器数据传出来，jscope就可以监控到变化的数据。

 

代码修改如下：

<pre>
<code class="language-cpp">main.c

//定义数据结构，实例化数据
typedef struct
{
float x;
float y;
float z;
}Data_t;

Data_t orientation;
Data_t acc;
Data_t gyro;

........

/** Converts measured orientation data into degrees.
*
* GREEN LED will be turned on if board heading is within 10 degrees of
* magnetic north (<=10 or >=350).
*/
void ao_vector_cb(bhy_data_generic_t *data, bhy_virtual_sensor_t sensor)
{
orientation.x = data->data_vector.x / 32768.0f * 360.0f;
orientation.y = data->data_vector.y / 32768.0f * 360.0f;
orientation.z = data->data_vector.z / 32768.0f * 360.0f;

if (orientation.x > 350.0f || orientation.x < 10.0f)
{
 LED_On(LED_GREEN);
}
else
{
 LED_Off(LED_GREEN);
}

//printf("Orientation: h=%.1f p=%.1f, y=%.1f (%d)\r\n", h, p, y, data->data_vector.status);
}

/** Converts measured linear acceleration data based on sensors dynamic range
* and prints it to debug terminal.
*
* Also turns on RED LED if total acceleration applied to the board is over 1g.
*/
void la_vector_cb(bhy_data_generic_t *data, bhy_virtual_sensor_t sensor)
{
/* Linear Acceleration sensor values are scaled using dynamic range. */
uint16_t dyn_range = BHI160_NDOF_GetAccelDynamicRange();

acc.x = data->data_vector.x / 32768.0f * dyn_range;
acc.y = data->data_vector.y / 32768.0f * dyn_range;
acc.z = data->data_vector.z / 32768.0f * dyn_range;

if (fabsf(acc.x) + fabsf(acc.y) + fabsf(acc.z) >= 1.0f)
{
 LED_On(LED_RED);
}
else
{
 LED_Off(LED_RED);
}

// printf("Linear Accel: x=%.2f g, y=%.2f g, z=%.2f g\r\n", x, y, z);
}

void gyro_vector_cb(bhy_data_generic_t *data, bhy_virtual_sensor_t sensor)
{
uint16_t dyn_range = BHI160_NDOF_GetGyroDynamicRange();

gyro.x = data->data_vector.x / 32768.0f * dyn_range;
gyro.y = data->data_vector.y / 32768.0f * dyn_range;
gyro.z = data->data_vector.z / 32768.0f * dyn_range;

if (fabsf(gyro.z) > 45.0f)
{
 LED_On(LED_BLUE);
}
else
{
 LED_Off(LED_BLUE);
}

// printf("Rate of Rotation: x=%.2f , y=%.2f /s, z=%.2f \r\n", x, y, z);
}</code></pre>

 

然后，打开jscope，新建个project，

在配置界面的specify target device中输入rsl10

elf file中选择工程编译目录下的sense_bhi160.elf

如下图所示，就可以点ok了



 

然后在下面添加我们定义的全局变量，点击start就可以看到数据变化了，如下图。

但各位看下下图中的数据，是存在明显的锯齿的，也就是刷新频率很低。



 

     这个问题我们可以看下  注册回调函数的那个api，其中最后一个参数，便是设置采样率的，

他的数值代表的是频率，数值越大更新速度越快，

当然了，功耗也会相对高一点点，这里我们把它设置为1000hz，看看效果，代码修改如下所示：

 

<pre>
<code>main.c

int main(void)
{
.......

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_ORIENTATION, &ao_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_LINEAR_ACCELERATION, &la_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_RATE_OF_ROTATION, &gyro_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

.......
}</code></pre>

 

编译并烧录，在看下jscope的数据图，就变的连贯很多了。



 

     在传感器数据回调注册的函数中我们还可以看到第一个参数，是选择需要的数据类型的，

改变这个参数就可以获取传感器的不同类型数据了，这里可看到库中给的定义，列写了五种数据，包括姿态角度、重力、线性加速度、角速度、磁场强度数据，可以分别改动下看看数据是怎样的。



至此，这个例程的功能我们就体验完了。

 

 

但本帖还没完。。。。。

  

 

就像开头所说的，BHI160传感器支持的数据可不止上面例程库中给列写的那几个，

在看了芯片的datasheet之后，发现还支持

“游戏旋转矢量、计步器、步数检测器、有效运动识别（significant motion）、

倾斜检测器、拾取识别、唤醒识别、手势识别、站立、跑步、骑自行车、开车的活动识别”这些数据。



 

看下RSL10的工程，其实也是引用了博世提供的SDK的，如下图：



 

 

在回看下上面传感器数据的枚举变量中



定义的变量其实就是这些支持的功能



那么也就是说，我们需要哪个数据，只要在BHI160_NDOF_Sensor这个枚举体中再定义下，

按照例程的方式，就可以直接使用啦。

 

只是这些不同类型的数据，会有对应的数据格式，这个格式可以参考BHI160的数据手册中定义的来，

如上面Table14 virtual sensor ID 表中VS data type中定义的数据类型，

再看下面这张图中的data values 使用就行了。



 

 

下面以行走步数和活动识别来举例，

 

因为步数更新和活动识别都是传感器内部实现的，

我们读取数据的频率就可以降低些，以1hz频率更新

这里用RTT viewer来打印，

把例程自带的三个原始数据的回调注册的打印给注释掉了，防止顶掉我们想要的数据显示

并实现行走步数和活动识别的回调和相应处理，实现代码如下：

 

<pre>
<code class="language-cpp">main.c

void step_counter_cb(bhy_data_generic_t *data, bhy_virtual_sensor_t sensor)
{
bhy_data_scalar_u16_t step_data;
step_data.data = data->data_scalar_u16.data;
printf("Step counter is %d\r\n", step_data.data);
}

void activity_recognition_cb(bhy_data_generic_t *data, bhy_virtual_sensor_t sensor)
{
bhy_data_scalar_u16_t act_data;
static uint16_t last_act;
act_data.data = data->data_scalar_u16.data;
if(act_data.data != last_act)
{
switch (act_data.data)
{
case 0x0000:
break;
case 0x0001:
printf("Still activity ended. \r\n");
break;
case 0x0002:
printf("Walking activity ended. \r\n");
break;
case 0x0004:
printf("Running activity ended. \r\n");
break;
case 0x0008:
printf("On Bicycle activity ended \r\n");
break;
case 0x0010:
printf("In Vehicle activity ended. \r\n");
break;
case 0x0020:
printf("Tilting activity ended. \r\n");
break;

case 0x0040:
break;
case 0x0080:
break;

case 0x0100:
printf("Still activity start. \r\n");
break;
case 0x0200:
printf("Walking activity start. \r\n");
break;
case 0x0400:
printf("Running activity start. \r\n");
break;
case 0x0800:
printf("On Bicycle activity start \r\n");
break;
case 0x1000:
printf("In Vehicle activity start. \r\n");
break;
case 0x2000:
printf("Tilting activity start. \r\n");
break;

case 0x4000:
break;
case 0x8000:
break;
default:
break;
}
}
last_act = act_data.data;
}

int main(void)
{
.......

/* Enable desired virtual sensor outputs. */

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_ORIENTATION, &ao_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_LINEAR_ACCELERATION, &la_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_RATE_OF_ROTATION, &gyro_vector_cb, 1000);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_STEP_COUNTER, &step_counter_cb, 1);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

retval = BHI160_NDOF_EnableSensor(BHI160_NDOF_S_ACTIVITY_RECOGNITION, &activity_recognition_cb, 1);
ASSERT_DEBUG(retval == BHY_SUCCESS);

........
}</code></pre>

 

活动识别的数据具体定义可以参考芯片数据手册中的描述：



然后我们烧录，并用RTT viewer可以看到我模拟走路的步数被有效的记录了下来，

这相比自己用原始数据来计算出来，功耗、效果方面都会好很多了。

 

本文就先到这了，以上用到的数据手册我放到下面连接了，各位随意取用。

w494143467 发表于 2021-6-27 08:05

哈哈，突然被Q到，原来还有这东西，看来世博提供的SDK还是比较丰富的，这些算法源码开源不，还是只提供接口？

justd0 发表于 2021-6-27 09:59

w494143467 发表于 2021-6-27 08:05
哈哈，突然被Q到，原来还有这东西，看来世博提供的SDK还是比较丰富的，这些算法源码开源不，还是只提供接口 ...

应该是找不到源码的，它可能被固话到传感器芯片了。

不过你可以通过数据和识别结果，做个黑箱测试，或者用它的结果跟你的结果做个对比

cruelfox 发表于 2021-6-27 10:05

w494143467 发表于 2021-6-27 08:05
哈哈，突然被Q到，原来还有这东西，看来世博提供的SDK还是比较丰富的，这些算法源码开源不，还是只提供接口 ...

BHI160内部的程序干的，firmware是二进制数据形式。

w494143467 发表于 2021-6-27 11:02

cruelfox 发表于 2021-6-27 10:05
BHI160内部的程序干的，firmware是二进制数据形式。

哦哦哦，原来如此，那我后面又时间可以试一下！

w494143467 发表于 2021-6-27 11:02

justd0 发表于 2021-6-27 09:59
应该是找不到源码的，它可能被固话到传感器芯片了。

不过你可以通过数据和识别结果，做个黑箱测试，或 ...

我后面试试，那这个传感器还是非常不错的！

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