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