WebSVN - FlightCtrl - Diff - Rev 935 and 936 - /branches/V0.70d Code Redesign killagreg/gps.c

 #include "timer0.h"
 //#include "uart.h"
 #include "rc.h"
 #include "eeprom.h"
+typedef enum
+{
+        GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF,
-#define TSK_IDLE                0
+        GPS_FLIGHT_MODE_FREE,
-#define TSK_HOLD                1
+        GPS_FLIGHT_MODE_AID,
+        GPS_FLIGHT_MODE_HOME,
-#define TSK_HOME                2
+} FlightMode_t;
 #define GPS_STICK_SENSE         15              // must be at least in a range where 90% of the trimming does not switch of the GPS function
-#define GPS_STICK_LIMIT         45              // limit of gps stick control to avoid critical flight attitudes
+#define GPS_STICK_LIMIT         200             // limit of gps stick control to avoid critical flight attitudes
-#define GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT  32000  // limit for the position error integral
-#define GPS_P_LIMIT                     25
-uint8_t GPS_P_Factor = 0, GPS_I_Factor = 0, GPS_D_Factor = 0;
+#define GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT  32000  // limit for the position error integral
 #define GPS_P_LIMIT                     3200
 typedef struct
 {
         int32_t Longitude;
         int32_t Latitude;
         int32_t Altitude;
-        uint8_t Status;
+        Status_t Status;
 } GPS_Pos_t;
+// GPS coordinates for hold position
 GPS_Pos_t HoldPosition  = {0,0,0,INVALID};
-// GPS coordinates for hold position
-GPS_Pos_t HoldPosition  = {0,0,0,INVALID};
 // GPS coordinates for home position
 GPS_Pos_t HomePosition  = {0,0,0,INVALID};
+// the current flight mode
-// ---------------------------------------------------------------------------------
-// checks nick and roll sticks for manual control
-uint8_t IsManualControlled(void)
-{
+FlightMode_t FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF;
         if ( (abs(PPM_in[ParamSet.ChannelAssignment[CH_NICK]]) < GPS_STICK_SENSE) && (abs(PPM_in[ParamSet.ChannelAssignment[CH_ROLL]]) < GPS_STICK_SENSE)) return 0;
-        else return 1;
-}
-// set home position to current positon
-void GPS_SetHomePosition(void)
 // ---------------------------------------------------------------------------------
-        if( ((GPSInfo.status == VALID) || (GPSInfo.status == PROCESSED)) && GPSInfo.satfix == SATFIX_3D)
+void GPS_UpdateParameter(void)
+{
+        static FlightMode_t FlightModeOld = GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF;
+        if((RC_Quality < 100) || (MKFlags & MKFLAG_EMERGENCY_LANDING))
+        {
-                HomePosition.Longitude = GPSInfo.longitude;
+                FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_FREE;
+        }
+        else
                 HomePosition.Latitude = GPSInfo.latitude;
+                if     (FCParam.NaviGpsModeControl <  50) FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_AID;
-                HomePosition.Altitude = GPSInfo.altitude;
+                else if(FCParam.NaviGpsModeControl < 180) FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_FREE;
+                else                                              FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_HOME;
+        }
+        if (FlightMode != FlightModeOld)
-                HomePosition.Status = VALID;
+        {
-                BeepTime = 1000; // signal if new home position was set
+                BeepTime = 100;
+        }
+        FlightModeOld = FlightMode;
-        else
+}
-                HomePosition.Status = INVALID;
-        }
-}
+// ---------------------------------------------------------------------------------
-// set hold position to current positon
+// This function defines a good GPS signal condition
-void GPS_SetHoldPosition(void)
+uint8_t GPS_IsSignalOK(void)
+{
+        static uint8_t GPSFix = 0;
+        if( (GPSInfo.status != INVALID)  && (GPSInfo.satfix == SATFIX_3D) && (GPSInfo.flags & FLAG_GPSFIXOK) && ((GPSInfo.satnum >= ParamSet.NaviGpsMinSat) || GPSFix))
+        {
+                GPSFix = 1;
+                return(1);
+        }
+        else return (0);
+}
+// ---------------------------------------------------------------------------------
+// rescale xy-vector length to  limit
-        if( ((GPSInfo.status == VALID) || (GPSInfo.status == PROCESSED)) && GPSInfo.satfix == SATFIX_3D)
+uint8_t GPS_LimitXY(int32_t *x, int32_t *y, int32_t limit)
+{
         uint8_t retval = 0;
+        int32_t len;
-                HoldPosition.Longitude = GPSInfo.longitude;
+        len = (int32_t)c_sqrt(*x * *x + *y * *y);
-                HoldPosition.Latitude = GPSInfo.latitude;
+        if (len > limit)
-                HoldPosition.Altitude = GPSInfo.altitude;
+        {
-                HoldPosition.Status = VALID;
+                // normalize control vector components to the limit
+                *x  = (*x  * limit) / len;
+                *y  = (*y  * limit) / len;
+                retval = 1;
+        }
+        return(retval);
+}
+// checks nick and roll sticks for manual control
+uint8_t GPS_IsManualControlled(void)
+{
+        if ( (abs(PPM_in[ParamSet.ChannelAssignment[CH_NICK]]) < ParamSet.NaviStickThreshold) && (abs(PPM_in[ParamSet.ChannelAssignment[CH_ROLL]]) < ParamSet.NaviStickThreshold)) return 0;
+        else return 1;
+}
+// set given position to current gps position
+uint8_t GPS_SetCurrPosition(GPS_Pos_t * pGPSPos)
+{
+        uint8_t retval = 0;
+        if(pGPSPos == NULL) return(retval);     // bad pointer
-        }
+        if(GPS_IsSignalOK())
+        {       // is GPS signal condition is fine
+                pGPSPos->Longitude      = GPSInfo.longitude;
+                pGPSPos->Latitude       = GPSInfo.latitude;
+                pGPSPos->Altitude       = GPSInfo.altitude;
+                pGPSPos->Status         = NEWDATA;
+                retval = 1;
+        }
+        else
+        {       // bad GPS signal condition
+                pGPSPos->Status = INVALID;
+                retval = 0;
+        }
+        return(retval);
+}
+// clear position
+uint8_t GPS_ClearPosition(GPS_Pos_t * pGPSPos)
+{
+        uint8_t retval = 0;
-        else
+        if(pGPSPos == NULL) return(retval);     // bad pointer
         else
                 HoldPosition.Status = INVALID;
                 pGPSPos->Longitude      = 0;
 // calculates the GPS control stick values from the deviation to target position
 // if the pointer to the target positin is NULL or is the target position invalid
 // then the P part of the controller is deactivated.
 void GPS_PIDController(GPS_Pos_t *pTargetPos)
+{
-        int32_t temp, temp1, PID_Nick, PID_Roll;
+        int32_t PID_Nick, PID_Roll;
         int32_t coscompass, sincompass;
         int32_t GPSPosDev_North, GPSPosDev_East; // Position deviation in cm
         int32_t P_North = 0, D_North = 0, P_East = 0, D_East = 0, I_North = 0, I_East = 0;
         int32_t PID_North = 0, PID_East = 0;
         static int32_t cos_target_latitude = 1;
         static int32_t GPSPosDevIntegral_North = 0, GPSPosDevIntegral_East = 0;
         static GPS_Pos_t *pLastTargetPos = 0;
         // if GPS data and Compass are ok
-        if((GPSInfo.status == VALID) && (GPSInfo.satfix == SATFIX_3D) && (CompassHeading >= 0) )
+        if( GPS_IsSignalOK() && (CompassHeading >= 0) )
+        {
                 if(pTargetPos != NULL) // if there is a target position
+                }
                 //Calculate PID-components of the controller (negative sign for compensation)
                 // P-Part
-                P_North = -((int32_t)GPS_P_Factor * GPSPosDev_North)/2048;
+                P_North = -((int32_t)FCParam.NaviGpsP * GPSPosDev_North)/16;
-                P_East =  -((int32_t)GPS_P_Factor * GPSPosDev_East)/2048;
+                P_East =  -((int32_t)FCParam.NaviGpsP * GPSPosDev_East)/16;
                 // I-Part
-                I_North = -((int32_t)GPS_I_Factor * GPSPosDevIntegral_North)/8192;
+                I_North = -((int32_t)FCParam.NaviGpsI * GPSPosDevIntegral_North)/64;
-                I_East =  -((int32_t)GPS_I_Factor * GPSPosDevIntegral_East)/8192;
+                I_East =  -((int32_t)FCParam.NaviGpsI * GPSPosDevIntegral_East)/64;
-                // combine P- & I-Part
-                PID_North = P_North + I_North;
-                PID_East  = P_East  + I_East;
-                //limit PI-Part to limit the max velocity
-                //temp1 = ((int32_t)GPS_D_Factor * MAX_VELOCITY)/512; // the PI-Part limit
+                // combine P- & I-Part
-                temp = (int32_t)c_sqrt(PID_North*PID_North + PID_East*PID_East); // the current PI-Part
-                if(temp > GPS_P_LIMIT) // P-Part limit is reached
-                {
-                        // normalize P-part components to the P-Part limit
+                PID_North = P_North + I_North;
+                PID_East  = P_East  + I_East;
                         PID_North  = (PID_North  * GPS_P_LIMIT)/temp;
-                        PID_East   = (PID_East   * GPS_P_LIMIT)/temp;
+                //limit PI-Part
                 if(!GPS_LimitXY(&PID_North, &PID_East, GPS_P_LIMIT))
                 else // PI-Part under its limit
                         // P-Part limit is not reached
                         // update position error integrals
                         GPSPosDevIntegral_North += GPSPosDev_North/16;
                         if( GPSPosDevIntegral_North > GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT) GPSPosDevIntegral_North = GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT;
                         else if (GPSPosDevIntegral_North < -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT) GPSPosDevIntegral_North = -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT;
                         GPSPosDevIntegral_East += GPSPosDev_East/16;
                         if( GPSPosDevIntegral_East > GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT) GPSPosDevIntegral_East = GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT;
-                        else if (GPSPosDevIntegral_East < -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT) GPSPosDevIntegral_East = -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT;
                         else if (GPSPosDevIntegral_East < -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT) GPSPosDevIntegral_East = -GPS_POSDEV_INTEGRAL_LIMIT;
+                }
                 // D-Part
+                // D-Part
+                D_North = -((int32_t)FCParam.NaviGpsD * GPSInfo.velnorth)/4;
+                D_East =  -((int32_t)FCParam.NaviGpsD * GPSInfo.veleast)/4;
-                D_North = -((int32_t)GPS_D_Factor * GPSInfo.velnorth)/512;
+                // combine PI- and D-Part
-                D_East =  -((int32_t)GPS_D_Factor * GPSInfo.veleast)/512;
+                PID_North += D_North;
                 PID_East  += D_East;
                 // copter should fly to west (positive roll).
                 // The influence of the GPS_Nick and GPS_Roll variable is contrarily to the stick values
                 // in the fc.c. Therefore a positive north deviation/velocity should result in a positive
                 // GPS_Nick and a positive east deviation/velocity should result in a negative GPS_Roll.
-                coscompass = (int32_t)c_cos_8192(CompassHeading);
+                coscompass = (int32_t)c_cos_8192(YawGyroHeading / YAW_GYRO_DEG_FACTOR);
-                sincompass = (int32_t)c_sin_8192(CompassHeading);
+                sincompass = (int32_t)c_sin_8192(YawGyroHeading / YAW_GYRO_DEG_FACTOR);
                 PID_Roll  =  (coscompass * PID_East - sincompass * PID_North) / 8192;
                 PID_Nick =   -1*((sincompass * PID_East + coscompass * PID_North) / 8192);
-                // limit resulting GPS control vector
-                temp = (int32_t)c_sqrt(PID_Roll*PID_Roll + PID_Nick*PID_Nick);
-                if (temp > GPS_STICK_LIMIT)
-                {
-                        // normalize control vector components to the limit
-                        PID_Roll  = (PID_Roll  * GPS_STICK_LIMIT)/temp;
-                        PID_Nick = (PID_Nick * GPS_STICK_LIMIT)/temp;
                 // limit resulting GPS control vector
+                GPS_LimitXY(&PID_Nick, &PID_Roll, GPS_STICK_LIMIT);
                 GPS_Roll  = (int16_t)PID_Roll;
                 GPS_Nick = (int16_t)PID_Nick;
                 GPS_Roll = (int16_t)PID_Roll;
+        }
         else // invalid GPS data or bad compass reading
+}
-void GPS_Main(uint8_t ctrl)
-{
+void GPS_Main(void)
-        static uint8_t GPS_Task = TSK_IDLE;
-        static uint8_t GPS_P_Delay = 0;
-        int16_t satbeep;
+{
+        static uint8_t GPS_P_Delay = 0;
+        uint16_t beep_rythm = 0;
+        GPS_UpdateParameter();
-        // ctrl enables the gps feature
+        // store home position if start of flight flag is set
-        if(ctrl < 70) GPS_Task = TSK_IDLE;
+        if(MKFlags & MKFLAG_CALIBRATE)
         else if (ctrl < 160) GPS_Task = TSK_HOLD;
-        else GPS_Task = TSK_HOME; // ctrl >= 160
+                GPS_SetCurrPosition(&HomePosition);
+        }
         switch(GPSInfo.status)
+        {
         case INVALID:  // invalid gps data
+                {
                         GPS_Neutral();
                         GPSInfo.status = INVALID;
+                }
                 break;
-        case VALID: // new valid data from gps device
+        case NEWDATA: // new valid data from gps device
                 // if the gps data quality is good
+                beep_rythm++;
-                if (GPSInfo.satfix == SATFIX_3D)
+                if (GPS_IsSignalOK())
+                {
-                        switch(GPS_Task) // check what's to do
+                        switch(FlightMode) // check what's to do
+                        {
-                                case TSK_IDLE:
+                                case GPS_FLIGHT_MODE_FREE:
                                         // update hold position to current gps position
-                                        GPS_SetHoldPosition(); // can get invalid if gps signal is bad
+                                        GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition); // can get invalid if gps signal is bad
                                         // disable gps control
                                         GPS_Neutral();
-                                        break; // eof TSK_IDLE
+                                        break;
-                                case TSK_HOLD:
+                                case GPS_FLIGHT_MODE_AID:
                                         if(HoldPosition.Status != INVALID)
+                                        {
-                                                if( IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                if( GPS_IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                {
                                                         // update hold point to current gps position
-                                                        GPS_SetHoldPosition();
+                                                        GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition);
                                                         // disable gps control
                                                         GPS_Neutral();
                                                         GPS_P_Delay = 0;
+                                                }
                                                 else // GPS control active
+                                                {
-                                                        if(GPS_P_Delay<7)
+                                                        if(GPS_P_Delay < 7)
                                                         { // delayed activation of P-Part for 8 cycles (8*0.25s = 2s)
                                                                 GPS_P_Delay++;
-                                                                GPS_SetHoldPosition();  // update hold point to current gps position
+                                                                GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition); // update hold point to current gps position
                                                                 GPS_PIDController(NULL); // activates only the D-Part
+                                                        }
                                                         else GPS_PIDController(&HoldPosition);// activates the P&D-Part
+                                                }
+                                        }
                                         else // invalid Hold Position
                                         {  // try to catch a valid hold position from gps data input
-                                                GPS_SetHoldPosition();
+                                                GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition);
                                                 GPS_Neutral();
+                                        }
-                                        break; // eof TSK_HOLD
+                                        break;
-                                case TSK_HOME:
+                                case GPS_FLIGHT_MODE_HOME:
                                         if(HomePosition.Status != INVALID)
+                                        {
                                                 // update hold point to current gps position
                                                 // to avoid a flight back if home comming is deactivated
-                                                GPS_SetHoldPosition();
+                                                GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition);
-                                                if( IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                if( GPS_IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                {
                                                         GPS_Neutral();
+                                                }
                                                 else // GPS control active
+                                                {
                                                 BeepTime = 50; // signal invalid home position
                                                 // try to hold at least the position as a fallback option
                                                 if (HoldPosition.Status != INVALID)
                                                 {
-                                                        if( IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                        if( GPS_IsManualControlled() ) // MK controlled by user
+                                                        {
                                                                 GPS_Neutral();
+                                                        }
                                                         else // GPS control active
+                                                        {
                                                                 GPS_PIDController(&HoldPosition);
+                                                        }
+                                                }
                                                 else
                                                 { // try to catch a valid hold position
-                                                        GPS_SetHoldPosition();
+                                                        GPS_SetCurrPosition(&HoldPosition);
                                                         GPS_Neutral();
+                                                }
+                                        }
                                         break; // eof TSK_HOME
                                 default: // unhandled task
                                         GPS_Neutral();
                                         break; // eof default
                         } // eof switch GPS_Task
-                } // eof 3D-FIX
+                } // eof gps data quality is good
-                else // no 3D-SATFIX
+                else // gps data quality is bad
                 {       // disable gps control
                         GPS_Neutral();
-                        if(GPS_Task != TSK_IDLE)
-                        {
+                        // beep if signal is not sufficient
-                                satbeep = 1600 - (int16_t)GPSInfo.satnum * 200; // is zero at 8 sats
-                                if (satbeep < 0) satbeep = 0;
+                        if(!(GPSInfo.flags & FLAG_GPSFIXOK) && !(beep_rythm % 5)) BeepTime = 100;
-                                BeepTime = 50 + (uint16_t)satbeep; // max 1650 * 0.1 ms =
                         else if (GPSInfo.satnum < ParamSet.NaviGpsMinSat && !(beep_rythm % 5)) BeepTime = 10;
+                }
                 // set current data as processed to avoid further calculations on the same gps data
                 GPSInfo.status = PROCESSED;
                 break;

Subversion Repositories FlightCtrl

(root)/branches/V0.70d Code Redesign killagreg/gps.c - Rev 935 → 936