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/NGVideo5_8/tags/v1.21/tracking.c
0,0 → 1,369
 
/****************************************************************/
/* */
/* NG-Video 5,8GHz */
/* */
/* Copyright (C) 2011 - gebad */
/* */
/* This code is distributed under the GNU Public License */
/* which can be found at http://www.gnu.org/licenses/gpl.txt */
/* */
/****************************************************************/
 
#include "usart.h"
#include "math.h"
#include <stdio.h>
 
#include "servo.h"
 
#define DLEFT 0
#define DRIGHT 1
#define DEG_TO_RAD 0.0174533// degrees to radians = PI / 180
#define RAD_TO_DEG 57.2957795// radians to degrees = 180 / PI
#define AltFaktor 22.5
 
 
typedef struct {
double distance;
double bearing;
} geo_t;
 
geo_t geo;
int AngelPan, AngelTilt;
float Altitude;
uint16_t dDCurrent = 0;
uint16_t dUsedCapacity = 0;
int32_t time_remaining = 0;
uint16_t Ikorr;
uint16_t Wkorr;
/**************************************************************/
/* */
/* RSSI Tracking */
/* */
/**************************************************************/
 
void Tracking_RSSI(void)
{ uint16_t u0, u1;
static uint8_t direction;
static uint16_t servo1pos;
u0 = (ADC_Read(RSSI0) * (uint32_t)udbm.korr_1)/UDBM_KORR_FA;
u1 = (ADC_Read(RSSI1) * (uint32_t)udbm.korr_2)/UDBM_KORR_FA;
 
if (direction == DLEFT) {
if (u0 < u1) {
if ( servo1pos > 0) --servo1pos; // Servo Endposition?
servoSetPosition(SERVO_PAN, servo1pos); // beibehaltene Richtung ==> sofort ausführen
}
else
if (u0 > (u1 + track_hyst)) direction = DRIGHT; // Richtungwechsel, wenn Hysterese überschritten
}
else {
if (u0 > u1) {
if ( servo1pos < ServoSteps()) ++servo1pos; // Servo Endposition?
servoSetPosition(SERVO_PAN, servo1pos); // beibehaltene Richtung ==> sofort ausführen
}
else
if ((track_hyst + u0) < u1) direction = DLEFT; // Richtungwechsel, wenn Hysterese überschritten
}
}
 
/**************************************************************/
/* */
/* GPS Tracking */
/* */
/**************************************************************/
 
// Umrechnung Winkel in Servoschritte
void servo_track(uint8_t servo_nr, int16_t Angel)
{
servoSetPosition(servo_nr, (uint16_t)((uint32_t)Angel * ServoSteps() / 180));
}
 
// Anzeige eines GPS-Wertes auf LCD
void Displ_Format_Data(uint8_t x, uint8_t y, char *description, char *data, char measure)
{
lcdGotoXY(x, y);
lcdPuts(description);
lcdPuts(data);
if (measure != '\0')
lcdPutc(measure);
}
 
void Displ_Val_comma(int32_t zahl)
{
if (zahl < 0)
lcdPuts(my_itoa(zahl / 10, 1, 2, 0, 0)); // Übergabe Integer, vorher *10 für eventuelle Kommastelle
else
if (zahl < 100)
lcdPuts(my_itoa(zahl, 0, 3, 1, 1));
else
lcdPuts(my_itoa(zahl / 10, 0, 3, 0, 0));
lcdPutc('m');
}
// Datenempfang vom MK ==> blinkt Antennensymbol
void Displ_wiRX(void)
{ static uint8_t timer = 0;
char Sats;
if ((bat_low != 0) && (pmenu[0] == '\0')) { // nicht im Menü und nicht bei Akku leer blinken
lcdGotoXY(1, 0);
if (wi232RX) { // Datensatz vom MK empfangen?
if (timer < BLINK_PERIOD/2)
lcdPutc(5);
else {
Sats = MK.navi_data.SatsInUse; // aktuell empfangene Satellitenanzahl
if (MK.navi_data.SatsInUse > 9)
Sats = 'X'; // Anzeige einstellig, da kein Platz auf Display
else
Sats = MK.navi_data.SatsInUse + '0'; // Umrechnung Char
lcdPutc(Sats);
}
}
else
lcdPutc(':');
wi232RX = 0;
if (++timer == BLINK_PERIOD) timer = 0;
}
}
 
// Berechnung von Distanz und Winkels aus GPS-Daten home(MK eingeschaltet)
// zur aktuellen Position(nach Motorstart)
geo_t calc_geo(HomePos_t home, GPS_Pos_t pos)
{ double lat1, lon1, lat2, lon2, d1, dlat;
geo_t geo;
lon1 = home.Home_Lon;
lat1 = home.Home_Lat;
lon2 = (double)pos.Longitude / 10000000;
lat2 = (double)pos.Latitude / 10000000;
 
// Formel verwendet von http://www.kompf.de/gps/distcalc.html
// 111.3 km = Abstand zweier Breitenkreise und/oder zweier Längenkreise am Äquator
// es wird jedoch in Meter weiter gerechnet
d1 = 111300 * (double)cos((double)(lat1 + lat2) / 2 * DEG_TO_RAD) * (lon1 - lon2);
dlat = 111300 * (double)(lat1 - lat2);
// returns a value in metres http://www.kompf.de/gps/distcalc.html
geo.bearing = fmod((RAD_TO_DEG * (double)atan2(d1, dlat)) + 180, 360); // +180 besserer Vergleich mit MkCockpit
if (geo.bearing > 360) geo.bearing -= 360; // bekam schon Werte über 400
geo.distance = sqrt(d1 * d1 + dlat * dlat);
return(geo);
}
 
void store_LipoData(void)
{ uint32_t tmp_time_on;
 
tmp_time_on = eeprom_read_dword(&ep_lipo[akku_nr].time_on);
mk_timer = 0;
if (tmp_time_on != lipo.time_on) {
if (!MK_Motor_run) lipo.UsedCapacity = dUsedCapacity;
eeprom_write_byte(&ep_lipo[akku_nr].Umk, lipo.Umk);
eeprom_write_word(&ep_lipo[akku_nr].UsedCapacity, lipo.UsedCapacity);
eeprom_write_dword(&ep_lipo[akku_nr].time_on, lipo.time_on);
eeprom_write_block(&current,&ep_current,sizeof(current_t));
Double_Beep(DBEEPWR, DBEEPWRP);
}
}
 
#define I_MOTOR_OFF 6 // IR=280mA gemessen; IR vom MK Akku voll 500mA; I Motoren an 1,3A; Grenzwert für Erkennung Akkuwechsel zwischen 500 und 1200mA
void Misc(void)
{
// Spannung, Strom, Leistung sofort (ohne Motorstart) lesen
if ((!MK_Motor_run) && ((lipo.Umk + 2) < MK.navi_data.UBat) && (MK.navi_data.Current <= I_MOTOR_OFF)) { // Bei Ruhestrom kleiner 501mA Akku gewechselt? IR=280mA gemessen
lipo.Umk = MK.navi_data.UBat;
mk_timer = 0;
dUsedCapacity = 0;
lipo.UsedCapacity = 0;
lipo.time_on = 0;
lcdClear();
// Funktion wird innhalb Task ausgeführt, auch innerhalb eines anderen Menüpunkes oder Eingabeaufforderung
strcpy(tmp_pmenu, pmenu); // da bei Change_Value(...) ein Menüpunkt zurück
strcpy(pmenu,"0");
Menu_MK_BatteryChangeNr(); // eingeschobenes Menü, danach aber wieder zur ursprünglichen Anzeige!
strcpy(pmenu, tmp_pmenu); // Sonst müsste vorherige aktuelle LCD-Anzeige zwischengespeichert werden.
/* irgendeine Eingabe-While-Schleife (Menue, Change..) zum Verlassen zwingen und mit Jump_Menu(pmenu)
den gleichen Menüpunkt wieder aufrufen */
if (pmenu[0] == '\0')
Displ_Main_Disp();
else
exit_while = 1; // wird nach den möglichen while, innerhalb der Fkt. wieder auf 0 gesetzt
store_LipoData();
}
mk_timer = 1; // MK-Timer auf on stellen
if ((!MK_Motor_run) && (MK.navi_data.Current <= I_MOTOR_OFF) && (MK.navi_data.UBat > 0) && (MK.navi_data.UBat < lipo.Umk))
lipo.Umk = MK.navi_data.UBat; // Bei Ruhestrom, da je nach Last UBat schwankend
/* if (current.Sum > 0xfffffff) { // wesentlich größerer Zeitraum für Mittelwertbildung
current.Sum /= 2;
current.Count /= 2;
} */
if (current.Count > 18000) { // ungefär 30 Minuten Mittelwert
current.Sum = (current.Sum * 9)/10; // um 10% verkleinern
current.Count = ((uint32_t)current.Count * 9)/10;
}
Ikorr = mk_i_offset + (uint32_t)(MK.navi_data.Current - MK_I_OFFSET_5) * mk_i_faktor / 100;
current.Sum += Ikorr;
current.Count++;
dDCurrent = current.Sum / current.Count;
Wkorr = (uint32_t)MK.navi_data.UsedCapacity * mk_w_faktor / 100;
dUsedCapacity = lipo.UsedCapacity + Wkorr;
time_remaining = ((int32_t)lipo.Capacity - dUsedCapacity) * 36 / dDCurrent;
if (abs(time_remaining) > M59S59) {
if (time_remaining < 0)
time_remaining = -1 * M59S59;
else
time_remaining = M59S59; // M59S59 sind 59 Minuten und 59 Sekunden
}
}
 
// MK OSD-Daten lesen und verifizieren
uint8_t OSD_Data_valid(void)
{ uint8_t ret = 0;
char *tx_osd = {"#co?]==EH\r"};
// char interval[2] = {10, '\0'};
if (rx_line_decode('O')) { // OSD-Datensatz prüfen/dekodieren
if (rx_timeout < RX_TIME_OLD) { // GPS-Daten nicht zu alt und ok.
if (MK.navi_data.NCFlags & NC_FLAG_GPS_OK) {
ret = 1;
MK_Motor_run = MK.navi_data.FCStatusFlags & FC_FLAG_MOTOR_RUN;
}
Misc();
}
}
else
if (rx_timeout == RX_TIME_END) // ca. 4 Sekunden nach Signalverlust
store_LipoData();
// ca. 210ms keine OSD-Daten empfangen ==> sende neue Anforderung an MK
// if ((track_tx) && (rx_timeout > RX_TIMEOUT)) tx_Mk(NC_ADDRESS, 'o', interval, 1); // 420 * 0.5ms interval
if ((track_tx) && (rx_timeout > RX_TIMEOUT)) USART_send_Str(tx_osd); // 420 * 0.5ms interval
return(ret);
}
 
// MK eingeschaltet und GPS-ok, danach Motoren gestartet ==> Berechnung horizontaler/vertikaler Servowinkel
// Hauptprogramm von GPS Antennen-Nachführung
void Tracking_GPS(void)
{ static uint8_t track_running = 0;
 
if (!track_running) {
track_running = 1; // verhindert doppelten Aufruf, wenn in Eingabeschleife Menu_MK_BatteryChangeNr()
if (OSD_Data_valid()) {
if (coldstart) {
// erst nach Neustart NGVideo und beim Motorstart werden Daten vom MK übernommen
if (MK.navi_data.FCStatusFlags & FC_FLAG_MOTOR_START) {
// doppelt um nur einmal nach Start zu rechnen und Anzeige ohne! Minimalistic printf version
MK_pos.Home_Lon = (double)MK.navi_data.HomePosition.Longitude / 10000000;
MK_pos.Home_Lat = (double)MK.navi_data.HomePosition.Latitude / 10000000;
MK_pos.Home_Lon_7 = MK.navi_data.HomePosition.Longitude;
MK_pos.Home_Lat_7 = MK.navi_data.HomePosition.Latitude;
MK_pos.Home_Alt = MK.navi_data.HomePosition.Altitude;
MK_pos.direction = MK.navi_data.CompassHeading;
coldstart = 0;
}
}
else {
geo = calc_geo(MK_pos, MK.navi_data.CurrentPosition);
// aus MkCockpit http://forum.mikrokopter.de/topic-post216136.html#post216136
// (4 * (........))/5 ==> Wichtung Luftdruck-Höhe zu GPS
Altitude = (4 * (MK.navi_data.Altimeter/AltFaktor) + ((float)(MK.navi_data.CurrentPosition.Altitude - MK_pos.Home_Alt) / 1000)) /5;
AngelTilt = RAD_TO_DEG * atan2(Altitude, geo.distance);
if (geo.distance < 4) { // Abstand MK- zu Antennenposition < 4m ==> Pan-Servo in Mittelstellung
geo.bearing = MK_pos.direction;
if (Altitude < 3) AngelTilt = 0; // wenn (Altitude <= 0) ist AngelTilt sowieso 0
}
// egal wo der Übergangspunkt 359, 360, 1grd ist => Winkelübergangspunkt auf 0 bzw. 180grd des Servos bringen
// 360 grd negative Winkelwerte als positive
AngelPan = fmod(geo.bearing - MK_pos.direction + 360 + 90, 360);
if (AngelPan > 360) AngelPan -= 360;
 
if (AngelTilt < 0) AngelTilt = 0;
if (AngelTilt > 180) AngelTilt = 180;
if (AngelPan >= 180) { // zwecks 360grd-Abdeckung flipt Pan-/Tilt-Servo
AngelPan = AngelPan - 180;
AngelTilt = 180 - AngelTilt;
}
 
servo_track(0, AngelPan);
servo_track(1, AngelTilt);
}
}
if ((gps_display > GPS_DISP_NONE) && ((!coldstart) || (gps_display == GPS_MISC)) && (bat_low != 0)) {
if ((gps_disp_clear) && (!coldstart)){
gps_disp_clear = 0;
lcdClear();
}
// makefile ohne! Minimalistic printf version
switch(gps_display) {
case GPS_DISP_CALC:
Displ_Format_Data(0, 0, "Dir:", my_itoa(MK_pos.direction, 0, 3, 0, 0), '\xdf'); // '\xdf' entspricht '°'
lcdGotoXY(8,0);
lcdPuts("Dis:");
Displ_Val_comma(geo.distance * 10);
Displ_Format_Data(0, 1, "Bea:", my_itoa((uint32_t)(geo.bearing), 0, 3, 0, 0), '\xdf');
lcdGotoXY(8,1);
lcdPuts("Alt:");
Displ_Val_comma(Altitude * 10);
Displ_Format_Data(0, 2, "Pan:", my_itoa(AngelPan, 0, 3, 0, 0), '\xdf');
Displ_Format_Data(8, 2, "Til:", my_itoa(AngelTilt, 0, 3, 0, 0), '\xdf');
break;
case GPS_DISP_CURRENT:
Displ_Format_Data(0, 0, "aLon:", my_itoa(MK.navi_data.CurrentPosition.Longitude, 0, 11, 7, 7), '\0');
Displ_Format_Data(0, 1, "aLat:", my_itoa(MK.navi_data.CurrentPosition.Latitude, 0, 11, 7, 7), '\0');
Displ_Format_Data(0, 2, "aAlt: ", my_itoa(MK.navi_data.CurrentPosition.Altitude, 1, 11, 3, 1), '\0');
break;
case GPS_DISP_HOME:
Displ_Format_Data(0, 0, "hLon:", my_itoa(MK_pos.Home_Lon_7, 0, 11, 7, 7), '\0');
Displ_Format_Data(0, 1, "hLat:", my_itoa(MK_pos.Home_Lat_7, 0, 11, 7, 7), '\0');
Displ_Format_Data(0, 2, "hAlt: ", my_itoa(MK_pos.Home_Alt, 1, 11, 3, 1), '\0');
break;
case GPS_MISC:
Displ_Format_Data(0, 0, "U:", my_itoa(MK.navi_data.UBat, 0, 4, 1, 1), 'V');
Displ_Format_Data(8, 0, "W:", my_itoa(dUsedCapacity, 0, 4, 0, 0), '\0');
Displ_Format_Data(0, 1, "I:", my_itoa(Ikorr, 0, 4, 1, 1), 'A');
Displ_Format_Data(8, 1, "\xee:", my_itoa(dDCurrent, 0, 4, 1, 1), 'A');
lcdGotoXY(0,2);
lcdPuts("\x1a");
Displ_TimeMS(lipo.time_on / T2SECDIV);
lcdGotoXY(8,2);
lcdPuts("R");
Displ_TimeMS(time_remaining);
}
}
Displ_wiRX();
track_running = 0;
}
}
 
/************************************************************************/
/* */
/* MKCockPit Tracking */
/* */
/* http://www.pololu.com/file/download/ssc03a_guide.pdf?file_id=0J37 * */
/* */
/************************************************************************/
 
void Tracking_MKCockpit(void)
{ uint16_t ServoPos;
 
if (Get_Pololu_cmd(MK.data_decode, POLOLU_CMD)) {
switch(MK.data_decode[0]) {
// Command 0: Set Parameters(1 data byte)
case 0x00: ;
break;
// Command 1: Set Speed (1 data byte)
case 0x01: ;
break;
// Command 4: Set Position,Absollute(2 data bytes) - angepasst für default MKCockPit
case 0x04:ServoPos = MK.data_decode[2];
ServoPos = ((ServoPos << 7) | MK.data_decode[3]) / 20; // ServoPos * ServoSteps() sonst zu groß
if (ServoPos >= 60) ServoPos -= 60; else ServoPos = 0;
if (ServoPos > 180) ServoPos = 180;
//servoSetPosition(MK.data_decode[1], (uint16_t)((uint32_t)ServoPos * ServoSteps() / 180));
servo_track(MK.data_decode[1], ServoPos);
}
}
}