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Rev Author Line No. Line
528 salvo 1
/*
2
This program (files gps.c and gps.h) is free software; you can redistribute it and/or modify
3
it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation;
4
either version 3 of the License, or (at your option) any later version.  
5
This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY;
6
without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
7
GNU General Public License and GNU Lesser General Public License for more details.
8
You should have received a copy of GNU General Public License (License_GPL.txt)  and
9
GNU Lesser General Public License (License_LGPL.txt) along with this program.
10
If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
11
 
12
Please note: All the other files for the project "Mikrokopter" by H.Buss are under the license (license_buss.txt) published by www.mikrokopter.de
13
*/
14
/*++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
15
Peter Muehlenbrock
16
Auswertung der Daten vom GPS im ublox Format
17
Hold Modus mit PID Regler
18
Rückstuerz zur Basis Funktion
19
Stand 24.10.2007
20
Anederung: 24.10. Altitude in relativer Position jetzt auch drin
21
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
22
*/
23
#include "main.h"
529 salvo 24
#include "math.h"
528 salvo 25
//#include "gps.h"
26
 
27
// Defines fuer ublox Messageformat um Auswertung zu steuern
28
#define                 UBLOX_IDLE              0
29
#define                 UBLOX_SYNC1             1
30
#define                 UBLOX_SYNC2             2
31
#define                 UBLOX_CLASS             3
32
#define                 UBLOX_ID                4
33
#define                 UBLOX_LEN1              5
34
#define                 UBLOX_LEN2              6
35
#define                 UBLOX_CKA               7
36
#define                 UBLOX_CKB               8
37
#define                 UBLOX_PAYLOAD   9
38
 
39
// ublox Protokoll Identifier 
40
#define                 UBLOX_NAV_POSUTM                0x08
41
#define                 UBLOX_NAV_STATUS                0x03
42
#define                 UBLOX_NAV_VELED                 0x12
43
#define                 UBLOX_NAV_CLASS                 0x01
44
#define                 UBLOX_SYNCH1_CHAR               0xB5
45
#define                 UBLOX_SYNCH2_CHAR               0x62
46
 
47
signed int                      GPS_Nick = 0;
48
signed int                      GPS_Roll = 0;
49
short int                       ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
50
static                          uint8_t chk_a =0; //Checksum
51
static                          uint8_t chk_b =0;
52
short int                       gps_state,gps_sub_state; //Zustaende der Statemachine
53
short int                       gps_updte_flag;
54
signed int                      GPS_hdng_abs_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordpol
55
signed int                      GPS_hdng_rel_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordachse des Kopters
56
signed int                      GPS_dist_2trgt; //vorzeichenlose Distanz zum Ziel 
57
signed int                      gps_int_x,gps_int_y,gps_reg_x,gps_reg_y;                               
58
static unsigned int rx_len;
59
static unsigned int ptr_payload_data_end;
60
unsigned int            gps_alive_cnt; // Wird bei jedem gueltigen GPS Telegramm hochgezaehlt
61
signed int                      hdng_2home,dist_2home; //Richtung und Entfernung zur home Position 
62
static signed           gps_tick; //wird bei jedem Update durch das GPS Modul hochgezaehlt 
63
static                          short int hold_fast,hold_reset_int; //Flags fuer Hold Regler
64
static                          uint8_t *ptr_payload_data;
65
static                          uint8_t *ptr_pac_status;
66
long int                        dist_flown;
602 salvo 67
unsigned int            int_ovfl_cnt; // Zaehler fuer Overflows des Integrators
68
signed int                      int_east,int_north;     //Integrierer 
613 salvo 69
signed int                      diff_east_f,diff_north_f; // Differenzierer,  gefiltert
615 salvo 70
//signed int                    diff_v;
613 salvo 71
signed long             dist;
528 salvo 72
 
73
short int Get_GPS_data(void);
74
 
75
NAV_POSUTM_t actual_pos;    // Aktuelle Nav Daten werden hier im ublox Format abgelegt
76
NAV_STATUS_t actual_status; // Aktueller Nav Status
77
NAV_VELNED_t actual_speed;  // Aktueller Geschwindigkeits und Richtungsdaten
78
 
79
GPS_ABS_POSITION_t              gps_act_position;               // Alle wichtigen Daten zusammengefasst
80
GPS_ABS_POSITION_t              gps_home_position;      // Die Startposition, beim Kalibrieren ermittelt
81
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_act_position;   // Die aktuelle relative Position bezogen auf Home Position
82
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_hold_position;  // Die gespeicherte Sollposition fuer GPS_ Hold Mode
83
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_start_position; // Die gespeicherte Ausgangsposition fuer GPS_ Home Mode
84
 
85
// Initialisierung
86
void GPS_Neutral(void)
87
{
88
        ublox_msg_state                         =       UBLOX_IDLE;
89
        gps_state                                       =       GPS_CRTL_IDLE;
90
        gps_sub_state                           =       GPS_CRTL_IDLE;
91
        actual_pos.status                       =       0;
92
        actual_speed.status                     =       0;
93
        actual_status.status            =       0;
94
        gps_home_position.status        =       0; // Noch keine gueltige Home Position
95
        gps_act_position.status         =       0;
96
        gps_rel_act_position.status     =       0;     
97
        GPS_Nick                                        =       0;
98
        GPS_Roll                                        =       0;
99
        gps_updte_flag                          =       0;
100
        gps_int_x                                       =       0;
101
        gps_int_y                                       =       0;
102
        gps_alive_cnt                           =       0;
103
}
104
 
105
// Home Position sichern falls Daten verfuegbar sind. 
106
void GPS_Save_Home(void)
107
{
108
        short int n;
109
        n = Get_GPS_data();
110
        if (n == 0)   // Gueltige  und aktuelle Daten ?   
111
        {
112
                // Neue GPS Daten liegen vor
113
                gps_home_position.utm_east      = gps_act_position.utm_east;   
114
                gps_home_position.utm_north     = gps_act_position.utm_north;  
115
                gps_home_position.utm_alt       = gps_act_position.utm_alt;
116
                gps_home_position.status        = 1; // Home Position gueltig                   
117
        }
118
}
119
 
120
// Relative Position zur Home Position bestimmen
121
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
122
short int Get_Rel_Position(void)
123
{
124
        short int n = 0;
125
        n = Get_GPS_data();
126
        if (n >=1) return (n); // nix zu tun, weil keine neue Daten da sind
565 salvo 127
        if (gps_alive_cnt < 1000) gps_alive_cnt += 600; // Timeoutzaehler. Wird in Motorregler Routine ueberwacht und dekrementiert
528 salvo 128
        if  (gps_home_position.status > 0) //Nur wenn Home Position vorliegt
129
        {
130
                gps_rel_act_position.utm_east   = (int)  (gps_act_position.utm_east - gps_home_position.utm_east);
131
                gps_rel_act_position.utm_north  = (int)  (gps_act_position.utm_north - gps_home_position.utm_north);
132
                gps_rel_act_position.utm_alt    = (int)  (gps_act_position.utm_alt - gps_home_position.utm_alt);
133
                gps_rel_act_position.status     = 1; // gueltige Positionsdaten
134
                n = 0;
135
                gps_updte_flag = 1; // zeigt an, dass neue Daten vorliegen.
136
        }
137
        else
138
        {
139
                n = 2; //keine gueltigen Daten vorhanden
140
                gps_rel_act_position.status = 0; //keine gueltige Position weil keine home Position da ist.
141
        }      
142
        return (n);
143
}
144
 
145
// Daten aus aktuellen ublox Messages extrahieren 
146
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
147
short int Get_GPS_data(void)
148
{
149
        short int n = 1;
150
 
151
        if (actual_pos.status == 0) return (1); //damit es schnell geht, wenn nix zu tun ist
152
        if ((actual_pos.status > 0) && (actual_status.status > 0) && (actual_speed.status > 0))
153
        {
154
                if (((actual_status.gpsfix_type & 0x03) >=2) && ((actual_status.nav_status_flag & 0x01) >=1)) // nur wenn Daten aktuell und gueltig sind
155
                {
565 salvo 156
                        actual_status.status            = 0;
528 salvo 157
                        gps_act_position.utm_east       = actual_pos.utm_east/10;
158
                        gps_act_position.utm_north      = actual_pos.utm_north/10;
159
                        gps_act_position.utm_alt        = actual_pos.utm_alt/10;
565 salvo 160
                        actual_pos.status                       = 0; //neue ublox Messages anfordern
161
//                      gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
162
//                      gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
163
//                      gps_act_position.heading        = actual_speed.heading/100000;
164
                        actual_speed.status             = 0;
528 salvo 165
                        gps_act_position.status         = 1;
166
                        n                                                       = 0; //Daten gueltig
167
                }
168
                else
169
                {
565 salvo 170
                        gps_act_position.status         = 0; //Keine gueltigen Daten
171
                        actual_speed.status             = 0;
172
                        actual_status.status            = 0;
173
                        actual_pos.status                       = 0; //neue ublox Messages anfordern
174
                        n                                                       = 2;
528 salvo 175
                }
176
        }      
177
        return (n);    
178
}
179
 
180
/*
181
Daten vom GPS im ublox MSG Format auswerten
182
Die Routine wird bei jedem Empfang eines Zeichens vom GPS Modul durch den UART IRQ aufgerufen
183
// Die UBX Messages NAV_POSUTM, NAV_STATUS und NAV_VALED muessen aktiviert sein
184
*/
185
void Get_Ublox_Msg(uint8_t rx)
186
{
187
        switch (ublox_msg_state)
188
        {
189
 
190
                case UBLOX_IDLE: // Zuerst Synchcharacters pruefen
191
                        if ( rx == UBLOX_SYNCH1_CHAR ) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC1;
192
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
193
                        break;
194
 
195
                case UBLOX_SYNC1:
196
 
197
                        if (rx == UBLOX_SYNCH2_CHAR) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC2;
198
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
199
                        chk_a = 0,chk_b = 0;
200
                        break;
201
 
202
                case UBLOX_SYNC2:
203
                        if (rx == UBLOX_NAV_CLASS) ublox_msg_state = UBLOX_CLASS;      
204
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
205
                        break;
206
 
207
                case UBLOX_CLASS: // Nur NAV Meldungen auswerten
208
                        switch (rx)
209
                        {
210
                                case UBLOX_NAV_POSUTM:
211
                                        ptr_pac_status  =       &actual_pos.status;
212
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; //Abbruch weil Daten noch nicht verwendet wurden
213
                                        else
214
                                        {
215
                                                ptr_payload_data                = &actual_pos;
216
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_pos.status;
217
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
218
                                        }
219
                                        break;
220
 
221
                                case UBLOX_NAV_STATUS:
222
                                        ptr_pac_status  =       &actual_status.status;
223
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
224
                                        else
225
                                        {
226
                                                ptr_payload_data                = &actual_status;
227
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_status.status;
228
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
229
                                        }
230
                                        break;
231
 
232
                                case UBLOX_NAV_VELED:
233
                                        ptr_pac_status          =       &actual_speed.status;
234
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
235
                                        else
236
                                        {
237
                                                ptr_payload_data                = &actual_speed;
238
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_speed.status;
239
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
240
                                        }
241
                                        break;
242
 
243
                                default:
244
                                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
245
                                        break; 
246
                        }
247
                        chk_a   = UBLOX_NAV_CLASS + rx;
248
                        chk_b   = UBLOX_NAV_CLASS + chk_a;                     
249
                        break;
250
 
251
                case UBLOX_LEN1: // Laenge auswerten
252
                        rx_len  = rx;
253
                        chk_a   += rx;
254
                        chk_b   += chk_a;              
255
                        ublox_msg_state = UBLOX_LEN2;
256
                        break;
257
 
258
 
259
                case UBLOX_LEN2: // Laenge auswerten
260
                        rx_len = rx_len + (rx *256); // Laenge ermitteln
261
                        chk_a   += rx;
262
                        chk_b   += chk_a;      
263
                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
264
                        break;
265
 
266
                case UBLOX_PAYLOAD: // jetzt Nutzdaten einlesen
267
                        if (rx_len > 0)
268
                        {
269
                                *ptr_payload_data = rx;
270
                                chk_a   += rx;
271
                                chk_b   += chk_a;
272
                                --rx_len;      
273
                                if ((rx_len > 0) && (ptr_payload_data <= ptr_payload_data_end))                          
274
                                {
275
                                        ptr_payload_data++;
276
                                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
277
                            }
278
                                else ublox_msg_state = UBLOX_CKA;
279
                        }      
280
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
281
                        break;
282
 
283
                case UBLOX_CKA: // Checksum pruefen
284
                        if (rx == chk_a) ublox_msg_state = UBLOX_CKB;                          
285
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
286
                        break;
287
 
288
                case UBLOX_CKB: // Checksum pruefen
289
                        if (rx == chk_b) *ptr_pac_status = 1; // Paket ok
290
                        ublox_msg_state    = UBLOX_IDLE;
291
                        break;
292
 
293
                default:
294
                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;          
295
                        break;
296
        }
297
}
298
 
299
//Zentrale Statemachine fuer alle GPS relevanten Regelungsablauefe
300
short int GPS_CRTL(short int cmd)
301
{
302
        static unsigned int cnt;                                        //Zaehler fuer diverse Verzoegerungen 
303
        static signed int dist_north,dist_east;
304
        static signed int diff_east,diff_north;         // Differenzierer  (Differenz zum  vorhergehenden x bzw. y  Wert)
613 salvo 305
        signed int n;
528 salvo 306
        static signed int gps_g2t_act_v; // Aktuelle Geschwindigkeitsvorgabe fuer Home Funktion
307
        long signed int dev,n_l;
308
        signed int dist_frm_start_east,dist_frm_start_north;
615 salvo 309
        int diff_v_east,diff_v_north; //Verstaerkungsfaktoren fuer Differenzierer
602 salvo 310
 
528 salvo 311
        switch (cmd)
312
        {
313
 
314
                case GPS_CMD_REQ_HOME: // Es soll zum Startpunkt zurueckgeflogen werden. 
315
                        if ((gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE) && (gps_state != GPS_CRTL_HOME_ACTIVE))
316
                        {
317
                                cnt++;
565 salvo 318
                                if (cnt > 200) // erst nach Verzoegerung 
528 salvo 319
                                {
320
                                        // Erst mal initialisieren
321
                                        cnt                             = 0;
322
                                        gps_tick                = 0;                                   
323
                                        hold_fast               = 0;
324
                                        hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
325
                                        int_east                = 0, int_north  = 0;
326
                                        gps_reg_x               = 0, gps_reg_y  = 0;
327
                                        dist_east               = 0, dist_north = 0;
328
                                        diff_east_f             = 0, diff_north_f= 0;
329
                                        diff_east               = 0, diff_north  = 0;  
330
                                        dist_flown              = 0;
331
                                        gps_g2t_act_v   = 0;
332
                                        gps_sub_state   = GPS_CRTL_IDLE;
333
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
334
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
335
                                        {
336
                                                gps_rel_start_position.utm_east = gps_rel_act_position.utm_east;
337
                                                gps_rel_start_position.utm_north= gps_rel_act_position.utm_north;
338
                                                gps_rel_start_position.status   = 1; // gueltige Positionsdaten 
339
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
340
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
341
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
342
                                                //Richtung zur Home Position bezogen auf Nordpol bestimmen
343
                                                hdng_2home = arctan_i(-gps_rel_start_position.utm_east,-gps_rel_start_position.utm_north);
344
                                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
345
                                                if (( gps_rel_start_position.utm_east < 0)) hdng_2home = ( 90-hdng_2home);
346
                                                else  hdng_2home = (270 - hdng_2home);
347
                                                dist_2home = (int) get_dist(gps_rel_start_position.utm_east,gps_rel_start_position.utm_north,hdng_2home); //Entfernung zur Home Position bestimmen
348
                                                gps_state       = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE;
349
                                                return (GPS_STST_OK);                          
350
                                        }
351
                                        else
352
                                        {
353
                                                gps_rel_start_position.status   =       0;  //Keine Daten verfuegbar
354
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
355
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
356
                                        }
357
                                }
358
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
359
                        }
360
                   break;
361
// ******************************
362
 
363
                case GPS_CMD_REQ_HOLD: // Die Lageregelung soll aktiviert werden.
364
                        if (gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE)
365
                        {
366
                                cnt++;
565 salvo 367
                                if (cnt > 400) // erst nach Verzoegerung 
528 salvo 368
                                {
369
                                        cnt     =       0;
370
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
371
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
372
                                        {
373
                                                hold_fast               = 0;
374
                                                hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
375
                                                int_east        = 0, int_north  = 0;
376
                                                gps_reg_x       = 0, gps_reg_y  = 0;
377
                                                dist_east       = 0, dist_north = 0;
378
                                                diff_east_f     = 0, diff_north_f= 0;
379
                                                diff_east       = 0, diff_north  = 0;
602 salvo 380
                                                int_ovfl_cnt = 0;
528 salvo 381
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
382
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
383
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
384
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE;
385
                                                return (GPS_STST_OK);                          
386
                                        }
387
                                        else
388
                                        {
389
                                                gps_rel_hold_position.status    =       0;  //Keine Daten verfuegbar
390
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
391
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
392
                                        }
393
                                }
394
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
395
                        }
396
                        break;
397
 
398
                case GPS_CMD_STOP: // Lageregelung beenden
399
                        cnt                             =       0;
400
                        GPS_Nick                =       0;
401
                        GPS_Roll                =       0;
402
                        gps_int_x               =       0;
403
                        gps_int_y               =       0;
404
                        gps_sub_state   =       GPS_CRTL_IDLE;
405
                        gps_state               =       GPS_CRTL_IDLE;
406
                        return (GPS_STST_OK);
407
                        break;
408
 
409
                default:
410
                        return (GPS_STST_ERR);
411
                        break;
412
        }
413
 
414
        switch (gps_state)
415
        {      
416
                case GPS_CRTL_IDLE:
417
                        cnt             =       0;
418
                        return (GPS_STST_OK);
419
                        break;
420
 
421
                case GPS_CRTL_HOME_ACTIVE: // Rueckflug zur Basis
422
                //Der Sollwert des Lagereglers wird der Homeposition angenaehert
423
                        if (gps_rel_start_position.status >0)
424
                        {
425
                                if ((gps_updte_flag > 0) && (gps_sub_state !=GPS_HOME_FINISHED)) // nur wenn neue GPS Daten vorliegen und nicht schon alles fertig ist
426
                                {
427
                                        gps_tick++;
428
                                        int d1,d2,d3;
429
                                        d1      = abs (gps_rel_hold_position.utm_east - gps_rel_act_position.utm_east );
430
                                        d2      = abs (gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north );
431
                                        d3      = (dist_2home - (int)dist_flown); // Restdistanz zum Ziel       
432
 
433
                                        if (d3 > GPS_G2T_DIST_MAX_STOP) // Schneller Rueckflug, noch weit weg vom Ziel
434
                                        {
435
                                                if ((d1 < GPS_G2T_FAST_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_FAST_TOL)) //nur weiter wenn Lage innerhalb der Toleranz
436
                                                {
437
                                                        if (gps_g2t_act_v < GPS_G2T_V_MAX) gps_g2t_act_v++;    //Geschwindigkeit langsam erhoehen
438
                                                        dist_flown              +=(long)gps_g2t_act_v; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
439
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_FAST_IN_TOL;
440
                                                }
441
                                                else    //Den Lageregler in Ruhe arbeiten lassen weil ausserhalb der Toleranz
442
                                                {
443
                                                        if (gps_g2t_act_v > 1) gps_g2t_act_v--; // Geschwindigkeit reduzieren
444
                                                        dist_flown++;                                                   //Auch ausserhalb der Toleranz langsam erhoehen
445
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_FAST_OUTOF_TOL;
446
                                                }
447
                                                hold_reset_int                                  = 0; // Integrator einsschalten  
448
                                                hold_fast                                               = 1; // Regler fuer schnellen Flug
449
                                                dist_frm_start_east                             = (int)((dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000);
450
                                                dist_frm_start_north                    = (int)((dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000);
451
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_start_position.utm_east  + dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
452
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
453
                                        }
454
                                        else if (d3 > GPS_G2T_DIST_HOLD)   //Das Ziel naehert sich, deswegen abbremsen
455
                                        {
456
                                                if ((d1 < GPS_G2T_NRML_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_NRML_TOL))  
457
                                                {
458
                                                        dist_flown              +=      GPS_G2T_V_RAMP_DWN; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
459
                                                        gps_sub_state   =       GPS_HOME_RMPDWN_IN_TOL;
460
                                                }
461
                                                else
462
                                                {
463
                                                        dist_flown++; //Auch ausserhalb der Toleranz langsam erhoehen
464
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_RMPDWN_OUTOF_TOL;
465
                                                }                                      
466
                                                hold_reset_int                                  = 0; // Integrator ausschalten            
467
                                                hold_fast                                               = 1; // Wieder normal regeln
468
                                                dist_frm_start_east                             = (int)((dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000);
469
                                                dist_frm_start_north                    = (int)((dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000);
470
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_start_position.utm_east  + dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
471
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
472
                                        }                                                      
473
                                        else  //Soll-Ziel fast erreicht, Jetzt noch Reste ausgleichen, weil Zielpunkt nicht exakt bestimmt werden konnte (Fehler in Winkelfkt) 
474
                                        {
475
                                                if ((d1 < GPS_G2T_NRML_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_NRML_TOL)) // Jetzt bis zum Zielpunkt regeln
476
                                                {
477
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_IN_TOL;
478
                                                        hold_fast               = 0; // Wieder normal regeln
479
                                                        hold_reset_int  = 0; // Integrator wieder aktivieren              
480
                                                        if (gps_rel_hold_position.utm_east >= GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_east -= GPS_G2T_V_MIN;
481
                                                        else if (gps_rel_hold_position.utm_east <= -GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_east += GPS_G2T_V_MIN;
482
                                                        if (gps_rel_hold_position.utm_north >= GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_north -= GPS_G2T_V_MIN;
483
                                                        else if (gps_rel_hold_position.utm_north <= - GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_north += GPS_G2T_V_MIN;
484
                                                        if ((abs(gps_rel_hold_position.utm_east) <= GPS_G2T_V_MIN) && (abs(gps_rel_hold_position.utm_north) <=GPS_G2T_V_MIN))
485
                                                        {
486
                                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = 0;
487
                                                                gps_rel_hold_position.utm_north = 0;
488
                                                                gps_sub_state                                   = GPS_HOME_FINISHED;
489
                                                        }
490
                                                }
491
                                                else gps_sub_state      = GPS_HOME_OUTOF_TOL;
492
                                        }                                      
493
                                }
494
                                gps_state = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE; //Zwischensprung
495
                                return (GPS_STST_OK);                                  
496
                        }
497
                        else  // Keine GPS Daten verfuegbar, deswegen Abbruch
498
                        {
499
                                gps_state       =       GPS_CRTL_IDLE; 
500
                                return (GPS_STST_ERR);
501
                        }
502
                        break;
503
 
504
 
505
                case GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE:  // Hier werden die Daten fuer Nick und Roll errechnet
506
                        if (gps_updte_flag >0)  // nur wenn neue GPS Daten vorliegen
507
                        {
508
                                gps_updte_flag = 0;
509
                                // ab hier wird geregelt
602 salvo 510
                                diff_east       = -dist_east;     //Alten Wert fuer Differenzierer schon mal abziehen
528 salvo 511
                                diff_north      = -dist_north;
512
                                dist_east       = gps_rel_hold_position.utm_east  - gps_rel_act_position.utm_east;
513
                                dist_north      = gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north;
514
                                int_east        += dist_east;
515
                                int_north   += dist_north;
516
                                diff_east       += dist_east;   // Differenz zur vorhergehenden East Position
517
                                diff_north      += dist_north;  // Differenz zur vorhergehenden North Position
518
 
519
                                if (hold_fast > 0) // wegen Sollpositionsspruengen im Fast Mode Differenzierer daempfen
520
                                {
615 salvo 521
                                        diff_east_f             = (((diff_east_f  *2)/3) + ((diff_east *1*10)/3)); //Differenzierer filtern     
522
                                        diff_north_f    = (((diff_north_f *2)/3) + ((diff_north*1*10)/3)); //Differenzierer filtern
528 salvo 523
                                }      
524
                                else // schwache Filterung
525
                                {
616 salvo 526
                                        diff_east_f             = (((diff_east_f  * 3)/4) + ((diff_east *1*10)/4)); //Differenzierer filtern    
527
                                        diff_north_f    = (((diff_north_f * 3)/4) + ((diff_north*1*10)/4)); //Differenzierer filtern
528 salvo 528
                                }
529
 
602 salvo 530
                                #define GPSINT_MAX 3000 // Neues Verfahren ab  30.12.2007  bei Integratoroverflow
531
                                if ((abs(int_east) > GPSINT_MAX) || (abs(int_north)> GPSINT_MAX))
528 salvo 532
                                {
602 salvo 533
                                        if (int_ovfl_cnt < 40) int_ovfl_cnt += 20; // Zahl der Overflows zaehlen
534
//                                      int_east        -= dist_east; auf alten Wert halten
535
//                                      int_north   -= dist_north;                                      
528 salvo 536
                                }
602 salvo 537
                                if (int_ovfl_cnt > 0) //bei Overflow Wert Inetgratorwert reduzieren 
538
                                {
539
                                        int_ovfl_cnt    -= 1;
540
                                        int_east                = (int_east*7)/8; // Wert reduzieren
541
                                        int_north       = (int_north*7)/8;                                     
542
                                }
543
 
528 salvo 544
                                if (hold_reset_int > 0)  //Im Schnellen Mode Integrator abschalten
545
                                {
546
                                        int_east        = 0;   
547
                                        int_north       = 0;                                   
548
                                }
549
 
550
                                // Variable Verstarkung fuer Differenzierer ermitteln. Je weiter vom Ziel wir entfernt sind
551
                                // desto groesser wird der Faktor. Es gibt aber einen Maximalwert. Bei 0 ist die Verstaerkung immer 1
613 salvo 552
                                signed long int_east1,int_north1;
553
 
528 salvo 554
                                int phi;
555
                                phi  = arctan_i(abs(dist_north),abs(dist_east));
556
                                dist = get_dist(dist_east,dist_north,phi); //Zunaechst Entfernung zum Ziel ermitteln
557
 
558
                                if (hold_fast == 0)  // je Nach Modus andere Verstaerkungskurve fuer Differenzierer
559
                                {
613 salvo 560
//                                      diff_v = (int)((dist * (GPS_DIFF_NRML_MAX_V - 10)) / GPS_DIFF_NRML_MAX_D) +10; //Verstaerkung * 10
561
//                                      if (diff_v > GPS_DIFF_NRML_MAX_V) diff_v = GPS_DIFF_NRML_MAX_V; //begrenzen
615 salvo 562
//                                      diff_v = GPS_DIFF_NRML_MAX_V ; //variable Versterkung raus 31.12.2007
528 salvo 563
                                }
564
                                else
565
                                {
613 salvo 566
//                                      diff_v = (int)((dist * (GPS_DIFF_FAST_MAX_V - 10)) / GPS_DIFF_FAST_MAX_D) +10; //Verstaerkung * 10
567
//                                      if (diff_v > GPS_DIFF_FAST_MAX_V) diff_v = GPS_DIFF_FAST_MAX_V; //begrenzen
615 salvo 568
//                                      diff_v = GPS_DIFF_FAST_MAX_V ; //variable Versterkung raus 31.12.2007
528 salvo 569
                                }
615 salvo 570
                                diff_v_east  = (((abs(diff_east_f)) *(DIFF_Y_MAX-1))/DIFF_X_MAX) +10;
571
                                diff_v_north = (((abs(diff_north_f))*(DIFF_Y_MAX-1))/DIFF_X_MAX) +10;
572
                                if (diff_v_east  > (DIFF_Y_MAX *10)) diff_v_east  = DIFF_Y_MAX *10; // Begrenzung
573
                                if (diff_v_north > (DIFF_Y_MAX *10)) diff_v_north = DIFF_Y_MAX *10; // Begrenzung
574
                                diff_v_east             *=      2;
575
                                diff_v_north    *=      2;
528 salvo 576
 
616 salvo 577
//                              debug_gp_2      = diff_v_east;  // zum Debuggen
578
//                              debug_gp_3      = diff_v_north; // zum Debuggen
579
//                              debug_gp_4      = diff_east_f;  // zum Debuggen
580
//                              debug_gp_5      = diff_north_f; // zum Debuggen
613 salvo 581
 
528 salvo 582
                                int diff_p;  //Vom Modus abhaengige zusaetzliche Verstaerkung
583
                                if (hold_fast > 0) diff_p = GPS_PROP_FAST_V;
584
                                else diff_p = GPS_PROP_NRML_V;
585
 
586
                                //I Werte begrenzen
602 salvo 587
                                #define INT1_MAX (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)/2 //ab 30.12.2007 auf Halben Maximalen Nick/Rollwert begrenzen
565 salvo 588
                                int_east1  =  ((((long)int_east)   * Parameter_UserParam2)/32)/GPS_USR_PAR_FKT;
589
                                int_north1 =  ((((long)int_north)  * Parameter_UserParam2)/32)/GPS_USR_PAR_FKT;  //Fehler behoben am 17.12.2007 vorher int_north= 
528 salvo 590
                                if (int_east1 > INT1_MAX) int_east1 =  INT1_MAX; //begrenzen
591
                                else if (int_east1 < -INT1_MAX) int_east1 =  -INT1_MAX;
592
                                if (int_north1 > INT1_MAX) int_north1 =  INT1_MAX; //begrenzen
593
                                else if (int_north1 < -INT1_MAX) int_north1 =  -INT1_MAX;
594
 
595
                                //PID Regler Werte aufsummieren
615 salvo 596
                                gps_reg_x = ((int)int_east1  + ((dist_east  * (Parameter_UserParam1/GPS_USR_PAR_FKT) * diff_p)/(8*2))+ ((diff_east_f  * diff_v_east * (Parameter_UserParam3/GPS_USR_PAR_FKT))/100));  // I + P +D  Anteil X Achse
597
                                gps_reg_y = ((int)int_north1 + ((dist_north * (Parameter_UserParam1/GPS_USR_PAR_FKT) * diff_p)/(8*2))+ ((diff_north_f * diff_v_north * (Parameter_UserParam3/GPS_USR_PAR_FKT))/100));  // I + P +D  Anteil Y Achse
598
                                debug_gp_0      = gps_reg_x;  // zum Debuggen
599
                                debug_gp_1      = gps_reg_y; // zum Debuggen
528 salvo 600
 
601
                                //Ziel-Richtung bezogen auf Nordpol bestimmen
602
                                GPS_hdng_abs_2trgt = arctan_i(gps_reg_x,gps_reg_y);
603
 
604
                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
605
                                if ((gps_reg_x >= 0)) GPS_hdng_abs_2trgt = ( 90-GPS_hdng_abs_2trgt);
606
                                else  GPS_hdng_abs_2trgt = (270 - GPS_hdng_abs_2trgt);
607
 
608
                                // Relative Richtung in bezug auf Nordachse des Kopters errechen
609
                                n= GyroKomp_Int/GYROKOMP_INC_GRAD_DEFAULT;
610
                                GPS_hdng_rel_2trgt      =       GPS_hdng_abs_2trgt - n;
611
                                if      ((GPS_hdng_rel_2trgt >180) && (GPS_hdng_abs_2trgt >=180)) GPS_hdng_rel_2trgt = GPS_hdng_rel_2trgt-360;
612
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt >180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 - GPS_hdng_rel_2trgt;
613
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt <-180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 + GPS_hdng_rel_2trgt;
614
 
615
                                // Regelabweichung aus x,y zu Ziel in Distanz umrechnen 
616
                                if (abs(gps_reg_x) > abs(gps_reg_y) )
617
                                {
618
                                        dev = (long)gps_reg_x; //Groesseren Wert wegen besserer Genauigkeit nehmen
619
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) sin_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
620
                                }
621
                                else
622
                                {
623
                                        dev = (long)gps_reg_y;
624
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) cos_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
625
                                }
626
                                GPS_dist_2trgt  = (int) dev;
627
                                // Winkel und Distanz in Nick und Rollgroessen umrechnen
628
                                GPS_Roll = (int) +( (dev * (long) sin_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000);
629
                                GPS_Nick = (int) -( (dev * (long) cos_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000);
630
 
631
                                if (GPS_Roll > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Roll = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
632
                                else if (GPS_Roll < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Roll = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
633
                                if (GPS_Nick > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Nick = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
634
                                else if (GPS_Nick < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Nick = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
635
 
636
                                //Kleine Werte verstaerken, Grosse abschwaechen
637
                                n                       = sin_i((GPS_Roll*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
638
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
639
                                GPS_Roll        = (int) n_l;
640
                                n                       = sin_i((GPS_Nick*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
641
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
642
                                GPS_Nick        = (int) n_l;
643
 
644
                                if ((abs(dist_east) > GPS_DIST_MAX) || (abs(dist_north) > GPS_DIST_MAX))  // bei zu grossem Abstand abbrechen
645
                                {
646
                                        GPS_Roll        = 0;
647
                                        GPS_Nick        = 0;
648
                                        gps_state       = GPS_CRTL_IDLE;
649
                                        return (GPS_STST_ERR); 
650
                                        break;                                 
651
                                }
652
                                else
653
                                {
654
                                        if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
655
                                        return (GPS_STST_OK);
656
                                }
657
                        }
658
                        else
659
                        {
660
                                if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
661
                                return (GPS_STST_OK);
662
                        }
663
                        break;
664
 
665
                default:
666
                        gps_state = GPS_CRTL_IDLE;
667
                        return (GPS_STST_ERR);
668
                        break;
669
        }      
670
        return (GPS_STST_ERR);
671
 
672
}
673