INAV-blackbox-variables.md

   1 # Overview
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   3 Blackbox is a valuable tool for analyzing the flight dynamics of our airborne vehicles and as such it can be useful for troubleshooting and debugging purposes.
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   5 In INAV we use a set of specific variables, each variable may contain multiple arrays, for example - navPos[0-2].
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   7 **navPos**, **navVel**, **navTgtPos** and **navTgtVel** each hold arrays [0-2], which represent distances due North [0], due East [1] and straight Up [2], all relative to the "point of origin".
   8 North and East are fused from accelerometer and GPS data, while Up is fused from accelerometer + barometer for multicopters and accelerometer + gps for airplanes if no barometer is available. Read the [[Inertial position estimator|Inertial-position-estimator-(INAV)]] page for detailed explanation.
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  10 "Point of origin" might be different from "Home". "Home" is defined as position at the time of arming. While "Point of origin" is recorded after a valid GPS fix is aquired.
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  12 For further information about the coordinate system used please read the [[Coordinate systems|Coordinate-systems]] page.
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  14 #INAV Variables
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  16 Variables listed below with a short description of each:
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  18 *  **navMode** (**navState** in newer code):
  19 current mode of operation from INAV's point of view. Might be different from flight mode. Meaning vary by version, but navMode=0 and navState=1 means idle.
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  21 * **navFlags**:
  22 binary flags of INAV internal state: new data availability for altitude, position and heading, validity of altitude, surface distance and position, flags to indicate if pilot is adjusting altitude and position via rc input.
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  24 * **navTgtPos**:
  25 represents the desired position as used/calculated by INAV. When you are in PH, navTgtPos will be set to hold position coordinates.
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  27 * **navPos**:
  28 array of latest NEU coordinates as provided by inertial estimator. Will be slightly different from GPS/baro readings for 99% of time. Units - cm.
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  30 * **navVel**:
  31 same as navPos, but for estimated velocity. Units - cm/s
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  33 * **navTgtVel**:
  34 represents the desired velocity as used/calculated by INAV. When you are in PH, navTgtVel will be set to calculated desired velocity to reach the target position.
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  36 * **navDebug**:
  37 as the name suggests it is used for debugging. Meaning of these values differ all the time depending on what part of the code is currently being debugged.
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  39 Blackbox can log data either via serial port or into internal dataflash. In order to log the data into the internal flash at the moment is possible via CLI:
  40 set blackbox_device = SPIFLASH # instead of SERIAL
  41 set blackbox_rate_num = 1
  42 set blackbox_rate_denom = 2
  43 This will make it work and store every second value.
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  45 # INAV Logging Intervals
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  47 Blackbox logs several types of frames - flight behaviour is written using I- and P-frames. I-frames are fairly big and contain absolute values, P-frames are delta-encoded to save space. Blackbox denominator only reduces P-frame rate, the I-frame rate is constant.
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  49 Originally I-frames were logged every 32 iterations, P-frame is logged every blackbox_rate_denom after I-frame. This doesn't give you exactly 1 / blackbox_rate_denom rate, i.e. for 1/16 - 1/31 rates it's going to be c. 16 iterations between frames on average.
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  51 For INAV 1.6 and later, the I-frame interval is set dynamically at 1/32, 1/64, 1/128 and 1/256 based on the blackbox_rate_denom chosen.
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  53 For example, if a blackbox_rate_denom of 50 is used, INav will select 64 as the I-frame interval, meaning c. 1/32 actual logging rate.
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  56 ### Explanation of all the parameters
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  58 |  Name of field in txt file    |  Name in Blackbox Log Viewer  |  Explanation  |  .    |  ..            |
  59 |:--------------------------:   |:----------------------------: |:------------: |:---:  |:----------:|
  60 |  loopIteration        |  not used     |  counter from main loop       |       |   |
  61 |  time (us)        |  x-axis of diagram        |  real time in micoseconds     |       |   |sensors/acceleration.h
  62 |  axisRate[0]      |  gyros[roll] (.. deg/s)   |  rotation rate        |  roll         |  deg/sec |
  63 |  axisRate[1]      |  gyros[pitch] (.. deg/s)  |  rotation rate        |  pitch        |  deg/sec |
  64 |  axisRate[2]      |  gyros[yaw] (.. deg/s)    |  rotation rate        |  yaw  |  deg/sec |
  65 |  axisP[0]         |  PID_P[roll]      |  PID controller       |  roll         |  P |
  66 |  axisP[1]     |  PID_P[pitch]         |  PID controller       |  pitch        |  P |
  67 |  axisP[2]     |  PID_P[yaw]   |  PID controller       |  yaw  |  P |
  68 |  axisI[0]     |  PID_I[roll]  |  PID controller       |  roll         |  I |
  69 |  axisI[1]     |  PID_I[pitch]         |  PID controller       |  pitch        |  I |
  70 |  axisI[2]     |  PID_I[yaw]   |  PID controller       |  yaw  |  I |
  71 |  axisD[0]     |  PID_D[roll]  |  PID controller       |  roll         |  D |
  72 |  axisD[1]     |  PID_D[pitch]         |  PID controller       |  pitch        |  D |
  73 |  axisD[2]     |  PID_D[yaw]   |  PID controller       |  yaw  |  D |
  74 |  mcPosAxisP[0]        |   mcPosAxisP[0]       |  multicopter position         |  north        |  cm |
  75 |  mcPosAxisP[1]        |   mcPosAxisP[1]       |  multicopter position         |  east         |  cm |
  76 |  mcPosAxisP[2]        |   mcPosAxisP[2]       |  multicopter position         |  vertical     |  cm |
  77 |  mcVelAxisP[0]        |   mcVelAxisP[0]       |  multicopter velocity         |  north        |  cm/sec |
  78 |  mcVelAxisP[1]        |   mcVelAxisP[1]       |  multicopter velocity         |  east         |  cm/sec |
  79 |  mcVelAxisP[2]        |   mcVelAxisP[2]       |  multicopter velocity         |  vertical     |  cm/sec |
  80 |  mcVelAxisI[0]        |   mcVelAxisI[0]       |  multicopter velocity         |  north        |  cm/sec |
  81 |  mcVelAxisI[1]        |   mcVelAxisI[1]       |  multicopter velocity         |  east         |  cm/sec |
  82 |  mcVelAxisI[2]        |   mcVelAxisI[2]       |  multicopter velocity         |  vertical     |  cm/sec |
  83 |  mcVelAxisD[0]        |   mcVelAxisD[0]       |  multicopter velocity         |  north        |  cm/sec |
  84 |  mcVelAxisD[1]        |   mcVelAxisD[1]       |  multicopter velocity         |  east         |  cm/sec |
  85 |  mcVelAxisD[2]        |   mcVelAxisD[2]       |  multicopter velocity         |  vertical     |  cm/sec |
  86 |  mcVelAxisOut[0]      |   mcVelAxisOut[0]     |  multicopter velocity         |  north        |  cm/sec |
  87 |  mcVelAxisOut[1]      |   mcVelAxisOut[1]     |  multicopter velocity         |  east         |  cm/sec |
  88 |  mcVelAxisOut[2]      |   mcVelAxisOut[2]     |  multicopter velocity         |  vertical     |  cm/sec |
  89 |  mcSurfaceP   |   mcSurfaceP  |  multicopter surface mode     |       |  P |
  90 |  mcSurfaceI   |   mcSurfaceI  |  multicopter surface mode     |       |  I |
  91 |  mcSurfaceD   |   mcSurfaceD  |  multicopter surface mode     |       |  D |
  92 |  mcSurfaceOut         |   mcSurfaceOut        |  multicopter surface mode     |       |   |
  93 |  rcData[0]    |   rcData[0]   |  received rc signal   |  roll         |  1000-2000  µs |
  94 |  rcData[1]    |   rcData[1]   |  received rc signal   |  pitch        |  1000-2000  µs |
  95 |  rcData[2]    |   rcData[2]   |  received rc signal   |  yaw  |  1000-2000  µs |
  96 |  rcData[3]    |   rcData[3]   |  received rc signal   |  throttle     |  1000-2000  µs |
  97 |  rcCommand[0]         |   rcCommand[0]        |  stabilized control command   |  roll         |  1000-2000  µs |
  98 |  rcCommand[1]         |   rcCommand[1]        |  stabilized control command   |  pitch        |  1000-2000  µs |
  99 |  rcCommand[2]         |   rcCommand[2]        |  stabilized control command   |  yaw  |  1000-2000  µs |
 100 |  rcCommand[3]         |   rcCommand[3]        |  stabilized control command   |  throttle     |  1000-2000  µs |
 101 |  vbat         |   vbat        |  voltage of flight battery    |       |  volts |
 102 |  amperage     |       |system current drain           |       | amps  |
 103 |  magADC[0]    |   magADC[0]   |  compass      |  roll         |   |
 104 |  magADC[1]    |   magADC[1]   |  compass      |  pitch        |   |
 105 |  magADC[2]    |   magADC[2]   |  compass      |  yaw  |   |
 106 |  BaroAlt (cm)         |   BaroAlt (cm)        |  altitude(barometer)  |       |  cm |
 107 |  gyroADC[0]   |   gyroADC[0]  |  rotation(gyro)       |  roll         |  deg/sec |
 108 |  gyroADC[1]   |   gyroADC[1]  |  rotation(gyro)       |  pitch        |  deg/sec |
 109 |  gyroADC[2]   |   gyroADC[2]  |  rotation(gyro)       |  yaw  |  deg/sec |
 110 |  accSmooth[0]         |  acc[x]       |  acceleration         |  north        |  ADC * normalised 1g |
 111 |  accSmooth[1]         |  acc[y]       |  acceleration         |  east         |  ADC * normalised 1g |
 112 |  accSmooth[2]         |  acc[z]       |  acceleration         |  vertical     |  ADC * normalised 1g |
 113 |  attitude[0]  |   attitude[0]         |  heading      |  roll         |  0-3600 deg/10 |
 114 |  attitude[1]  |   attitude[1]         |  heading      |  pitch        |  0-3600 deg/10 |
 115 |  attitude[2]  |   attitude[2]         |  heading      |  yaw  |  0-3600 deg/10 |
 116 |  motor[0]     |   motor[0]    |  output to motor ESC  |  0    |  1000-2000  µs |
 117 |  motor[1]     |   motor[1]    |  output to motor ESC  |  1    |  1000-2000  µs |
 118 |  motor[2]     |   motor[2]    |  output to motor ESC  |  2    |  1000-2000  µs |
 119 |  motor[3]     |   motor[3]    |  output to motor ESC  |  3    |  1000-2000  µs |
 120 |  navState     |       |  navigation control state     |       |   |
 121 |  navFlags     |       |  navigation data trusted      |       |   |
 122 |  navEPH       |       |  Std deviation horizontal position error      |       | meters  |
 123 |  navEPV       |       |  Std deviation of vertical position error     |       | meters  |
 124 |  navPos[0]    |   navPos[0]   |  position of copter   |  north        |  cm |
 125 |  navPos[1]    |   navPos[1]   |  position of copter   |  east         |  cm |
 126 |  navPos[2]    |   navPos[2]   |  position of copter   |  vertical     |  cm |
 127 |  navVel[0]    |   navVel[0]   |  velocity of copter   |  north        |  cm/s |
 128 |  navVel[1]    |   navVel[1]   |  velocity of copter   |  east         |  cm/s |
 129 |  navVel[2]    |   navVel[2]   |  velocity of copter   |  vertical     |  cm/s |
 130 |  navAcc[0]    |   navAcc[0]   |  acceleration of copter       |  north        |  cm/s/s |
 131 |  navAcc[1]    |   navAcc[1]   |  acceleration of copter       |  east         |  cm/s/s |
 132 |  navAcc[2]    |   navAcc[2]   |  acceleration of copter       |  vertical     |  cm/s/s |
 133 |  navTgtVel[0]         |   navTgtVel[0]        |  target value: velocity       |  north        |  cm/s |
 134 |  navTgtVel[1]         |   navTgtVel[1]        |  target value: velocity       |  east         |  cm/s |
 135 |  navTgtVel[2]         |   navTgtVel[2]        |  target value: velocity       |  vertical     |  cm/s |
 136 |  navTgtPos[0]         |   navTgtPos[0]        |  target value: position       |  north        |  cm |
 137 |  navTgtPos[1]         |   navTgtPos[1]        |  target value: position       |  east         |  cm |
 138 |  navTgtPos[2]         |   navTgtPos[2]        |  target value: position       |  vertical     |  cm |
 139 |  navTgtHdg           |                        |  active heading computation   | horizontal    |     |
 140 |  navSurf[0]   |   navSurf[0]  |       |       |   |
 141 |  flightModeFlags (flags)      |       | active modes          |       |   |
 142 |  stateFlags (flags)   |       | active control states         |       |   |
 143 |  failsafePhase (flags)        |       |       |       |   |
 144 |  rxSignalReceived     |       |       |       |   |
 145 |  rxFlightChannelsValid        |       |       |       |   |
 146 |  hwHealthStatus       |       | active sensor communication   |       |   |
 147 |  powerSupplyImpedance         |       | flight battery internal resistance    |       |mΩ   |
 148 |  sagCompensatedVBat   |       | load compensated battery voltage      |       | volts  |
 149 |  wind[0]      |       |wind force X axis      | north         | m/s  |
 150 |  wind[1]      |       |wind force Y axis      | east          | m/s  |
 151 |  wind[2]      |       |wind force Z axis      | vertical      | m/s  |
 152 |  windHeading |        |                            |           |degrees|
 153 | windVelocity |        |                      |                |    m/s |
 154 |  GPS_home[0]  |       |  latitude     |       | degrees  |
 155 |  GPS_home[1]  |       |  longitude    |       | degrees  |
 156 |  GPS_fixType  |       |  GPS_fixType  |       |   |
 157 |  GPS_numSat   |       |  number of sats       |       |   |
 158 |  GPS_coord[0]         |       |  latitude     |       | degrees |
 159 |  GPS_coord[1]         |       |  longitude    |       | degrees |
 160 |  GPS_altitude         |       |  GPS_altitude         |       | m |
 161 |  GPS_speed    |       |  velocity     |       | m/s  |
 162 |  GPS ground course    |       |  ground course heading        |       | degrees |
 163 |  GPS_hdop     |       |  quality of GPS fix   |       |   |