Subversion Repositories FlightCtrl

Rev

Rev 746 | Blame | Last modification | View Log | RSS feed

#include <inttypes.h>

#include "fc.h"
#include "ubx.h"
#include "mymath.h"
#include "timer0.h"
#include "uart.h"

#define TSK_IDLE                0
#define TSK_HOLD                1
#define TSK_HOME                2


int16_t GPS_Pitch = 0;
int16_t GPS_Roll = 0;

int32_t GPS_P_Factor = 0, GPS_D_Factor = 0;
int32_t GPSPosDev_North = 0, GPSPosDev_East = 0;


typedef struct
{
        int32_t Northing;
        int32_t Easting;
        uint8_t Status;

} GPS_Pos_t;

// GPS coordinates for hold position
GPS_Pos_t HoldPosition  = {0,0, INVALID};
// GPS coordinates for home position
GPS_Pos_t HomePosition  = {0,0, INVALID};


// ---------------------------------------------------------------------------------

// set home position to current hold positon
void GPS_SetHomePosition(void)
{
                HomePosition.Northing = HoldPosition.Northing;
                HomePosition.Easting = HoldPosition.Easting;
                HomePosition.Status = HoldPosition.Status;
                if(HomePosition.Status == VALID) BeepTime = 1000; // signal if new home position was set
}


// disable GPS control sticks
void GPS_Neutral(void)
{
        GPS_Pitch = 0;
        GPS_Roll = 0;
}

// calculates the GPS control sticks values from the position deviation
void GPS_PDController(void)
{
        int32_t coscompass, sincompass;
        int32_t P_North = 0, D_North = 0, P_East = 0, D_East = 0;
        int32_t PD_North = 0, PD_East = 0;
        //Calculate PD-components of the controller (negative sign for compensation)
        P_North = -(GPS_P_Factor * GPSPosDev_North)/2048;
        D_North = -(GPS_D_Factor * GPSInfo.velnorth)/512;
        P_East =  -(GPS_P_Factor * GPSPosDev_East)/2048;
        D_East =  -(GPS_D_Factor * GPSInfo.veleast)/512;

        // PD-controller
        PD_North = P_North + D_North;
        PD_East  = P_East  + D_East;

        // GPS to pitch and roll settings

        //A positive pitch angle moves head downwards (flying forward).
        //A positive roll angle tilts left side downwards (flying left).

        // If compass heading is 0 the head of the copter is in north direction.
        // A positive pitch angle will fly to north and a positive roll angle will fly to west.
        // In case of a positive north deviation/velocity the
        // copter should fly to south (negative pitch).
        // In case of a positive east position deviation and a positive east velocity the
        // copter should fly to west (positive roll).

        // The influence of the GPS_Pitch 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_Pitch and a positive east deviation/velocity should result in a negative GPS_Roll.

        // rotation transformation to compass heading to match any copter orientation
        if (CompassHeading < 0) // no valid compass data
        { // disable GPS
                GPS_Neutral();
        }
        else
        {
                coscompass = (int32_t)c_cos_8192(CompassHeading);
                sincompass = (int32_t)c_sin_8192(CompassHeading);
                GPS_Roll  =    (int16_t)((coscompass * PD_East - sincompass * PD_North) / 8192);
                GPS_Pitch = -1*(int16_t)((sincompass * PD_East + coscompass * PD_North) / 8192);
        }
        // limit GPS controls
        #define GPS_CTRL_LIMIT 35
        if (GPS_Pitch >  GPS_CTRL_LIMIT) GPS_Pitch =  GPS_CTRL_LIMIT;
        if (GPS_Pitch < -GPS_CTRL_LIMIT) GPS_Pitch = -GPS_CTRL_LIMIT;
        if (GPS_Roll  >  GPS_CTRL_LIMIT)  GPS_Roll =  GPS_CTRL_LIMIT;
        if (GPS_Roll  < -GPS_CTRL_LIMIT)  GPS_Roll = -GPS_CTRL_LIMIT;
}


void GPS_Main(void)
{
        static uint8_t GPS_Task = TSK_IDLE;


        // poti2 enables the gps feature
        if(Poti2 < 70) GPS_Task = TSK_IDLE;
        else if (Poti2 < 160) GPS_Task = TSK_HOLD;
        else GPS_Task = TSK_HOME; // Poti2 >= 160


        switch(GPSInfo.status)
        {
        case INVALID:  // invalid gps data
                GPS_Neutral();
                if(GPS_Task != TSK_IDLE) BeepTime = 50; // beep if signal is neccesary
                break;
        case PROCESSED: // if gps data are already processed
                // downcount timeout
                if(GPSTimeout) GPSTimeout--;
                // if no new data arrived within timeout set current data invalid
                // and therefore disable GPS
                else
                {
                        GPS_Neutral();
                        GPSInfo.status = INVALID;
                }
                break;
        case VALID: // new valid data from gps device
                // if the gps data quality is sufficient
                if (GPSInfo.satfix == SATFIX_3D)
                {
                        switch(GPS_Task) // check what's to do
                        {
                                case TSK_IDLE:
                                        // update hold point to current gps position
                                        HoldPosition.Northing = GPSInfo.utmnorth;
                                        HoldPosition.Easting  = GPSInfo.utmeast;
                                        HoldPosition.Status = VALID;
                                        // disable gps control
                                        GPS_Neutral();
                                        break; // eof TSK_IDLE
                                case TSK_HOLD:
                                        // if sticks are centered and hold position is valid enable position hold control
                                        if ((MaxStickPitch < 20) && (MaxStickRoll < 20) && (HoldPosition.Status == VALID))
                                        {
                                                // Calculate deviation from hold position
                                                GPSPosDev_North = GPSInfo.utmnorth - HoldPosition.Northing;
                                                GPSPosDev_East  = GPSInfo.utmeast  - HoldPosition.Easting;
                                                DebugOut.Analog[12] = GPSPosDev_North;
                                                DebugOut.Analog[13] = GPSPosDev_East;

                                                GPS_PDController();
                                        }
                                        else // MK controlled by user
                                        {
                                                // update hold point to current gps position
                                                HoldPosition.Northing = GPSInfo.utmnorth;
                                                HoldPosition.Easting  = GPSInfo.utmeast;
                                                HoldPosition.Status = VALID;
                                                // disable gps control
                                                GPS_Neutral();
                                        }
                                        break; // eof TSK_HOLD
                                case TSK_HOME:
                                        if(HomePosition.Status == VALID)
                                        {
                                                // update hold point to current gps position
                                                HoldPosition.Northing = GPSInfo.utmnorth;
                                                HoldPosition.Easting  = GPSInfo.utmeast;
                                                HoldPosition.Status = VALID;

                                                // Calculate deviation from home position
                                                GPSPosDev_North = GPSInfo.utmnorth - HomePosition.Northing;
                                                GPSPosDev_East  = GPSInfo.utmeast  - HomePosition.Easting;
                                                DebugOut.Analog[12] = GPSPosDev_North;
                                                DebugOut.Analog[13] = GPSPosDev_East;

                                                GPS_PDController();
                                        }
                                        else // bad home position
                                        {
                                                GPS_Neutral();
                                                BeepTime = 50; // signal invalid home position
                                        }
                                        break; // eof TSK_HOME
                                default: // unhandled task
                                        GPS_Neutral();
                                        break; // eof default
                        } // eof switch GPS_Task
                } // eof 3D-FIX

                else // no 3D-SATFIX
                {       // disable gps control
                        GPS_Neutral();
                        if(GPS_Task != TSK_IDLE) BeepTime = 50;
                }

                // set current data as processed to avoid further calculations on the same gps data
                GPSInfo.status = PROCESSED;
                break;
        } // eof GPSInfo.status
        DebugOut.Analog[14] = GPS_Pitch;
        DebugOut.Analog[15] = GPS_Roll;
}