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Rev | Author | Line No. | Line |
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573 | joko | 1 | // ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
2 | // + Copyright (c) 10.2007 by Jochen Kromayer |
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3 | // + es handelt sich um eine Beta-Software, die zu nichtkommerziellen Zwecken frei veröffentlich und weitergegeben werden darf. Für evtl. |
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4 | // + Personen- und/der Sachschäden ist jegliche Haftung ausgeschlossen |
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5 | // ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
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6 | #include "main.h" |
||
7 | |||
8 | //Sinusfunktion von 0° bis 359°. Ergebnis wurde mit 1000 multipliziert, damit als Definition platzsparend int |
||
9 | //verwendet werden kann. d.h., es muss also in der späteren Berechnung noch entsprechend multipliziert werden //(231207Kr) |
||
10 | const int c_sin[] = {0,17,34,52,69,87,104,121,139,156,173,190, |
||
11 | 207,224,241,258,275,292,309,325,342,358,374,390,406,422,438,453,469,484,500,515,529,544,559,573,587,601,615,629, |
||
12 | 642,656,669,682,694,707,719,731,743,754,766,777,788,798,809,819,829,838,848,857,866,874,882,891,898,906,913,920, |
||
13 | 927,933,939,945,951,956,961,965,970,974,978,981,984,987,990,992,994,996,997,998,999,999,1000,999,999,998,997,996, |
||
14 | 994,992,990,987,984,981,978,974,970,965,961,956,951,945,939,933,927,920,913,906,898,891,882,874,866,857,848,838, |
||
15 | 829,819,809,798,788,777,766,754,743,731,719,707,694,682,669,656,642,629,615,601,587,573,559,544,529,515,500,484, |
||
16 | 469,453,438,422,406,390,374,358,342,325,309,292,275,258,241,224,207,190,173,156,139,121,104,87,69,52,34,17,0,-17, |
||
17 | -34,-52,-69,-87,-104,-121,-139,-156,-173,-190,-207,-224,-241,-258,-275,-292,-309,-325,-342,-358,-374,-390,-406, |
||
18 | -422,-438,-453,-469,-484,-500,-515,-529,-544,-559,-573,-587,-601,-615,-629,-642,-656,-669,-682,-694,-707,-719, |
||
19 | -731,-743,-754,-766,-777,-788,-798,-809,-819,-829,-838,-848,-857,-866,-874,-882,-891,-898,-906,-913,-920,-927, |
||
20 | -933,-939,-945,-951,-956,-961,-965,-970,-974,-978,-981,-984,-987,-990,-992,-994,-996,-997,-998,-999,-999,-1000, |
||
21 | -999,-999,-998,-997,-996,-994,-992,-990,-987,-984,-981,-978,-974,-970,-965,-961,-956,-951,-945,-939,-933,-927, |
||
22 | -920,-913,-906,-898,-891,-882,-874,-866,-857,-848,-838,-829,-819,-809,-798,-788,-777,-766,-754,-743,-731,-719, |
||
23 | -707,-694,-682,-669,-656,-642,-629,-615,-601,-587,-573,-559,-544,-529,-515,-500,-484,-469,-453,-438,-422,-406, |
||
24 | -390,-374,-358,-342,-325,-309,-292,-275,-258,-241,-224,-207,-190,-173,-156,-139,-121,-104,-87,-69,-52,-34,-17}; |
||
25 | |||
26 | //Cosinusfunktion von 0° bis 359°. Ergebnis wurde mit 1000 multipliziert, damit als Definition platzsparend int |
||
27 | //verwendet werden kann. D.h., es muss also in der späteren Berechnung noch entsprechend multipliziert werden //(231207Kr) |
||
28 | const int c_cos[] = {1000,999,999,998,997,996,994,992,990,987,984,981, |
||
29 | 978,974,970,965,961,956,951,945,939,933,927,920,913,906,898,891,882,874,866,857,848,838,829,819,809,798,788,777, |
||
30 | 766,754,743,731,719,707,694,682,669,656,642,629,615,601,587,573,559,544,529,515,500,484,469,453,438,422,406,390, |
||
31 | 374,358,342,325,309,292,275,258,241,224,207,190,173,156,139,121,104,87,69,52,34,17,0,-17,-34,-52,-69,-87,-104, |
||
32 | -121,-139,-156,-173,-190,-207,-224,-241,-258,-275,-292,-309,-325,-342,-358,-374,-390,-406,-422,-438,-453,-469, |
||
33 | -484,-500,-515,-529,-544,-559,-573,-587,-601,-615,-629,-642,-656,-669,-682,-694,-707,-719,-731,-743,-754,-766, |
||
34 | -777,-788,-798,-809,-819,-829,-838,-848,-857,-866,-874,-882,-891,-898,-906,-913,-920,-927,-933,-939,-945,-951, |
||
35 | -956,-961,-965,-970,-974,-978,-981,-984,-987,-990,-992,-994,-996,-997,-998,-999,-999,-1000,-999,-999,-998,-997, |
||
36 | -996,-994,-992,-990,-987,-984,-981,-978,-974,-970,-965,-961,-956,-951,-945,-939,-933,-927,-920,-913,-906,-898, |
||
37 | -891,-882,-874,-866,-857,-848,-838,-829,-819,-809,-798,-788,-777,-766,-754,-743,-731,-719,-707,-694,-682,-669, |
||
38 | -656,-642,-629,-615,-601,-587,-573,-559,-544,-529,-515,-500,-484,-469,-453,-438,-422,-406,-390,-374,-358,-342, |
||
39 | -325,-309,-292,-275,-258,-241,-224,-207,-190,-173,-156,-139,-121,-104,-87,-69,-52,-34,-17,0,17,34,52,69,87, |
||
40 | 104,121,139,156,173,190,207,224,241,258,275,292,309,325,342,358,374,390,406,422,438,453,469,484,500,515,529,544, |
||
41 | 559,573,587,601,615,629,642,656,669,682,694,707,719,731,743,754,766,777,788,798,809,819,829,838,848,857,866,874, |
||
42 | 882,891,898,906,913,920,927,933,939,945,951,956,961,965,970,974,978,981,984,987,990,992,994,996,997,998,999,999}; |
||
43 | |||
44 | |||
45 | |||
46 | long Soll_Position_North = 0; |
||
47 | long Soll_Position_East = 0; |
||
48 | |||
49 | long GPS_Positionsabweichung_North = 0; |
||
50 | long GPS_Positionsabweichung_East = 0; |
||
51 | long GPS_Geschwindigkeit_North = 0; |
||
52 | long GPS_Geschwindigkeit_East = 0; |
||
53 | signed int GPS_StickSense = 15; |
||
54 | long P_Einfluss_North = 0; |
||
55 | long D_Einfluss_North = 0; |
||
56 | long P_Einfluss_East = 0; |
||
57 | long D_Einfluss_East = 0; |
||
58 | |||
59 | signed int GPS_North = 0; |
||
60 | signed int GPS_East = 0; |
||
61 | signed int GPS_Nick = 0; |
||
62 | signed int GPS_Roll = 0; |
||
63 | |||
64 | volatile char gethome = 0; //Flag ob GPS_Home_Position gelernt ist //(280807Kr) |
||
65 | long GPS_Home_North = 0; |
||
66 | long GPS_Home_East = 0; |
||
67 | |||
68 | unsigned char blinkcount_LED2 = 0; //Hilfszähler für die blinkende LED (010907Kr) |
||
69 | |||
70 | #define GPS_Limit 35 //(031207Kr) |
||
71 | #define Limit_D_Anteil 30 //(031207Kr) |
||
72 | |||
73 | |||
74 | //**************************** MIRCOS DEFINITIONSANFANG FÜR DIE FILTERUNG |
||
75 | // Filterung der GPS Messwerte vom Ublox-Empfänger. Es wird der gleitende Durchschnitt aus n Messwerten gebildet |
||
76 | |||
77 | #define MITTELWERTZAHL 8 // Anzahl der Messwerte fuer gleitenden Mittelwert |
||
78 | volatile unsigned char FilterPos = 0; |
||
79 | volatile long NORTH_MITTEL = 0; |
||
80 | volatile long EAST_MITTEL = 0; |
||
81 | volatile long long NORTH_LONG_LONG = 0; |
||
82 | volatile long long EAST_LONG_LONG = 0; |
||
83 | volatile int filterfilled = 0; |
||
84 | |||
85 | typedef struct { |
||
86 | |||
87 | long NORTH[MITTELWERTZAHL]; |
||
88 | |||
89 | } FILTER_NORTH; // Filterdefinition für die Positions-Nordwerte aus dem GPS-Empfänger |
||
90 | |||
91 | typedef struct { |
||
92 | |||
93 | long EAST[MITTELWERTZAHL]; |
||
94 | |||
95 | } FILTER_EAST; // Filterdefinition für die Positions-Ostwerte aus dem GPS-Empfänger |
||
96 | |||
97 | FILTER_NORTH filter_north; |
||
98 | FILTER_EAST filter_east; |
||
99 | |||
100 | //**************************** MIRCOS DEFINITIONSENDE FÜR DIE FILTERUNG |
||
101 | |||
102 | |||
103 | void gps_main(void) |
||
104 | { |
||
105 | |||
106 | //**************************** MIRCOS FILTERUNG ANFANG |
||
107 | //bilde neuen Positionsmittelwert, wenn 3D-Fix und neue GPS-Daten vorliegen |
||
108 | // if(actualPos.GPSFix == 3 && newData_navPosUtm == 1) |
||
109 | if(actualPos.GPSFix == 3) // hier umkommentieren, wenn dauernd (also nicht nur mit der GPS-Updaterate) die GPS-Berechnung durchgeführt werden soll |
||
110 | |||
111 | { |
||
112 | |||
113 | filter_north.NORTH[FilterPos] = actualPos.northing; |
||
114 | filter_east.EAST[FilterPos] = actualPos.easting; |
||
115 | FilterPos++; |
||
116 | if (FilterPos==MITTELWERTZAHL) FilterPos=0; |
||
117 | |||
118 | if (filterfilled<MITTELWERTZAHL) filterfilled++; |
||
119 | |||
120 | NORTH_LONG_LONG = 0; |
||
121 | EAST_LONG_LONG = 0; |
||
122 | for (int i=0; i<filterfilled; i++) |
||
123 | { |
||
124 | NORTH_LONG_LONG += filter_north.NORTH[i]; |
||
125 | EAST_LONG_LONG += filter_east.EAST[i]; |
||
126 | } |
||
127 | NORTH_LONG_LONG /= filterfilled; |
||
128 | EAST_LONG_LONG /= filterfilled; |
||
129 | |||
130 | NORTH_MITTEL = NORTH_LONG_LONG; |
||
131 | EAST_MITTEL = EAST_LONG_LONG; |
||
132 | |||
133 | //newData_navPosUtm = 0; |
||
134 | } |
||
135 | //******************************* MIRCOS FILTERUNG ENDE |
||
136 | |||
137 | |||
138 | |||
139 | |||
140 | //wenn kein 3D-Fix vorhanden, über das Poti jedoch irgendeine GPS Funktion aktiv ist, werden die GPS-Steuerbefehle |
||
141 | //auf Null gesetzt, um unkontrolliertes Wegfliegen durch das GPS zu verhindern. Dadurch wird abgesichert |
||
142 | //(auch im laufenden Flug), dass bei einem Verlust der GPS-Verbindung GPS deaktivert wird |
||
143 | if (actualPos.GPSFix < 3 && Poti3 > 70) |
||
144 | { |
||
145 | GPS_Nick = 0; |
||
146 | GPS_Roll = 0; |
||
147 | LED2_OFF; |
||
148 | beeptime = 50; |
||
149 | } |
||
150 | |||
151 | |||
152 | |||
153 | // speichert die GPS_Home_Position beim 3D-Fix, MotorEINschalten und wenn noch nicht zu weit weggeflogen wurde |
||
154 | // (modell_fliegt_gps < 2000) einmalig ab. Die Flugzeitabfrage sichert ab, dass bei einem Losfliegen ohne 3D-Fix die Home_Positinen |
||
155 | // irgendwann später dort gelernt werden, wo dann zu ersten mal ein 3D-Fix vorhanden ist |
||
156 | if (actualPos.GPSFix == 3 && MotorenEin == 1 && gethome == 0 && modell_fliegt_gps < 2000) |
||
157 | { |
||
158 | GPS_Home_North = NORTH_MITTEL; |
||
159 | GPS_Home_East = EAST_MITTEL; |
||
160 | // Muss hier auch eingelernt werden, damit falls das Poti3 beim Motorenstarten in |
||
161 | // Mittelstellung sein sollte, trotzdem schon eine Sollposition vorliegt. Andernfalls würde |
||
162 | // GPS_Nick und _Roll maximal werden bis zum ersten Mal Stick_Nick und _Roll gesteuert würde |
||
163 | Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
||
164 | Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
||
165 | beeptime = 50; |
||
166 | gethome = 1; |
||
167 | } |
||
168 | |||
169 | |||
170 | |||
171 | |||
172 | //löscht die GPS_Home_Position beim MotorAUSschalten wieder und resetet das Flag gethome //(280807Kr) |
||
173 | if (MotorenEin == 0) |
||
174 | { |
||
175 | GPS_Home_North = 0; |
||
176 | GPS_Home_East = 0; |
||
177 | gethome = 0; |
||
178 | modell_fliegt_gps = 0; |
||
179 | } |
||
180 | |||
181 | |||
182 | |||
183 | |||
184 | // wenn Schalter ausgeschaltet, dann wird die LED2 ausgeschaltet und das GPS Steuerkommando gelöscht |
||
185 | if(Poti3 < 70) |
||
186 | { |
||
187 | // Sollpositionen müssen auch hier beschrieben werden, damit ausgeschlossen ist, dass falls gelandet wird und die GPS-Funktion |
||
188 | // über Poti3 deaktivert und anschließend wieder aktiviert wird keine Soll-Positionen vorliegen. |
||
189 | Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
||
190 | Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
||
191 | |||
192 | GPS_Nick = 0; |
||
193 | GPS_Roll = 0; |
||
194 | LED2_OFF; |
||
195 | //hierdurch soll verhindert werden, dass wenn nach schonmal aktiver GPS Funktion (und damit 3D-fix) der GPS-Empfänger |
||
196 | //abgezogen werden sollte weiterhin ein 3D-fix angezeigt wird. Grund ist, dass in diesem Fall in der UART.c nach einem |
||
197 | //Abziehen der Status nicht mehr auf Null zurückgesetzt wird. Dies geschied nun beim Ausschalten der GPS-Funktion. |
||
198 | //Sie ist dann ohne erneuten 3D-Fix nicht mehr aktivierbar. (111107Kr) |
||
199 | actualPos.GPSFix = 0; |
||
200 | } |
||
201 | |||
202 | |||
203 | // wenn 3D-Fix, Schalter im mittleren Bereich und vom Pilot gesteuert wird, wird ständig neue GPS-Sollposition eingelernt |
||
204 | if(actualPos.GPSFix == 3 && Poti3 > 70 && Poti3 < 150 && (StickNick > GPS_StickSense || StickNick < -GPS_StickSense || StickRoll > GPS_StickSense || StickRoll < -GPS_StickSense)) |
||
205 | { |
||
206 | GPS_Nick = 0; //wird genullt, damit das letzte GPS Kommando nicht ständig gegen den Piloten ansteuert |
||
207 | GPS_Roll = 0; //wird genullt, damit das letzte GPS Kommando nicht ständig gegen den Piloten ansteuert |
||
208 | |||
209 | Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; // Soll-Position wird geschrieben |
||
210 | Soll_Position_East = EAST_MITTEL; // Soll-Position wird geschrieben |
||
211 | |||
212 | //++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
||
213 | //Sorgt lediglich dafür, dass die LED2 langsam blinkt. Dauer ist durch die "> x" Abfrage festgelegt |
||
214 | //++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
||
215 | if(blinkcount_LED2 >= 200) // maximal erlaubt 255 wegen unsigned char |
||
216 | { |
||
217 | LED2_FLASH; |
||
218 | blinkcount_LED2 = 0; |
||
219 | } |
||
220 | blinkcount_LED2++; |
||
221 | //++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
||
222 | } |
||
223 | |||
224 | |||
225 | // wenn 3D-Fix, Schalter im mittleren Bereich (oder höher), neuer Mittelwert vorhanden, wenigstens einmal Sollposition gelernt und der Pilot nicht selbst steuert wird eine GPS-Funktion aktiviert |
||
226 | if (actualPos.GPSFix == 3 && Poti3 > 70 && Soll_Position_North != 0 && Soll_Position_East != 0 && StickNick <= GPS_StickSense && StickNick >= -GPS_StickSense && StickRoll <= GPS_StickSense && StickRoll >= -GPS_StickSense) |
||
227 | { |
||
228 | //Berechnung der GPS-Positionsabweichung je nach aktivierter GPS-Funktion (GPS_HOLD oder HOMING) |
||
229 | |||
230 | //DYNAMISCHES GPS-HOLD, wenn Schalter noch in Mittelstellung ist wird die zuletzt gelernte Soll_Position angeflogen |
||
231 | if(Poti3 < 150) |
||
232 | { |
||
233 | GPS_Positionsabweichung_North = (Soll_Position_North - NORTH_MITTEL); |
||
234 | GPS_Positionsabweichung_East = (Soll_Position_East - EAST_MITTEL); |
||
235 | LED2_ON; |
||
236 | } |
||
237 | |||
238 | //andernfalls, wenn Schalter in max. Stellung und zusätzlich die GPS_Home_Positionen beim Motorenstarten gelernt |
||
239 | //werden konnten, wird zur GPS_Home_Position geflogen |
||
240 | if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North != 0 && GPS_Home_East != 0) |
||
241 | { |
||
242 | GPS_Positionsabweichung_North = (GPS_Home_North - NORTH_MITTEL); |
||
243 | GPS_Positionsabweichung_East = (GPS_Home_East - EAST_MITTEL); |
||
244 | // durch das ständige Neulernen der Soll_Positionen während HOMING wird erreicht, dass der MK nach dem Umschalten |
||
245 | // von HOMING zurück zu GPS-HOLD nicht wieder an die alte Soll_Position zurück fliegt |
||
246 | Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
||
247 | Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
||
248 | LED2_ON; |
||
249 | } |
||
250 | |||
251 | //verhindert, dass beim Umschalten von Mittelstellung (GPS_HOLD) auf Maximalstellung (HOMING) OHNE gelernte Homeposition |
||
252 | //die GPS Funktion unkontrolliert steuert. Daher wird GPS_HOLD aktiv gehalten, die Sollpositon wird bei Stickbefehlen |
||
253 | //jedoch nicht wie beim dynamischen GPS_HOLD überschrieben. Zusätzlich wird der Summer eingeschaltet. |
||
254 | if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North == 0 && GPS_Home_East == 0) |
||
255 | { |
||
256 | GPS_Positionsabweichung_North = (Soll_Position_North - NORTH_MITTEL); |
||
257 | GPS_Positionsabweichung_East = (Soll_Position_East - EAST_MITTEL); |
||
258 | LED2_ON; |
||
259 | beeptime = 50; |
||
260 | } |
||
261 | |||
262 | //GPS-Geschwindigkeiten |
||
263 | GPS_Geschwindigkeit_North = actualPos.velNorth; //actualPos.velNorth ist die Geschwindigkeiten aus dem GPS Empfänger entlang der Nord-Süd Richtung |
||
264 | GPS_Geschwindigkeit_East = actualPos.velEast; //actualPos.velEast ist die Geschwindigkeiten aus dem GPS Empfänger entlang der Ost-West Richtung |
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265 | |||
266 | |||
267 | //Berechnung der Einzelkomponenten des PD-Reglers |
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268 | P_Einfluss_North = (P_GPS_Verstaerkung * GPS_Positionsabweichung_North) >> 11; // entspricht /2048 |
||
269 | D_Einfluss_North = (D_GPS_Verstaerkung * GPS_Geschwindigkeit_North) >> 8; // entspricht /256 |
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270 | |||
271 | P_Einfluss_East = (P_GPS_Verstaerkung * GPS_Positionsabweichung_East) >> 11; // entspricht /2048 |
||
272 | D_Einfluss_East = (D_GPS_Verstaerkung * GPS_Geschwindigkeit_East) >> 8; // entspricht /256; |
||
273 | |||
274 | |||
275 | // Begrenzung des maximalen D-Anteils für pos. und neg. Werte. Grenze muss so geählt werden, |
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276 | // dass das Limit im normalen Position-Hold nicht erreicht wird und somit keinen Einfluss hat. |
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277 | // Grund: Beim Zufliegen auf weiter entfernte Ziele bremst der D-Anteil kurz vor dem Ziel den Mikrokopter sehr stark ab. |
||
278 | // Dieses Limit wirkt nur, wenn sich der MK im HOMING Modus befindet und sich noch weit (>2,5m) von der Home-Position weg befindet. |
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279 | if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North != 0 && GPS_Home_East != 0 && (abs(GPS_Positionsabweichung_North) > 250 || abs(GPS_Positionsabweichung_East) > 250)) |
||
280 | { |
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281 | if (D_Einfluss_North > Limit_D_Anteil) D_Einfluss_North = Limit_D_Anteil; |
||
282 | if (D_Einfluss_East > Limit_D_Anteil) D_Einfluss_East = Limit_D_Anteil; |
||
283 | if (D_Einfluss_North < -Limit_D_Anteil) D_Einfluss_North = -Limit_D_Anteil; |
||
284 | if (D_Einfluss_East < -Limit_D_Anteil) D_Einfluss_East = -Limit_D_Anteil; |
||
285 | } |
||
286 | |||
287 | // PD-Regler |
||
288 | GPS_North = (-P_Einfluss_North + D_Einfluss_North); |
||
289 | GPS_East = (P_Einfluss_East - D_Einfluss_East); |
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290 | |||
291 | //Umrechnen vom globalen North- bzw. East- in das körperfeste X- bzw. Y- Koordinatensystem |
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292 | GPS_Nick = (-c_sin[KompassValue]*0.001*GPS_East + c_cos[KompassValue]*0.001*GPS_North); |
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293 | GPS_Roll = (c_cos[KompassValue]*0.001*GPS_East + c_sin[KompassValue]*0.001*GPS_North); |
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294 | |||
295 | // Begrenzung des maximalen GPS Einflusses für positive und negative Werte |
||
296 | if (GPS_Nick > GPS_Limit) GPS_Nick = GPS_Limit; |
||
297 | if (GPS_Roll > GPS_Limit) GPS_Roll = GPS_Limit; |
||
298 | if (GPS_Nick < -GPS_Limit) GPS_Nick = -GPS_Limit; |
||
299 | if (GPS_Roll < -GPS_Limit) GPS_Roll = -GPS_Limit; |
||
300 | |||
301 | //newData_navPosUtm = 0; |
||
302 | } |
||
303 | } |
||
304 |