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Rev Author Line No. Line
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;
621 salvo 54
static signed int       GPS_hdng_abs_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordpol
55
static signed int       GPS_hdng_rel_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordachse des Kopters
56
static signed int       GPS_dist_2trgt; //vorzeichenlose Distanz zum Ziel 
57
static signed int       gps_int_x,gps_int_y,gps_reg_x,gps_reg_y;                               
528 salvo 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
621 salvo 61
static signed int       hdng_2home,dist_2home; //Richtung und Entfernung zur home Position 
528 salvo 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;
621 salvo 66
static long int         dist_flown;
67
static unsigned int int_ovfl_cnt; // Zaehler fuer Overflows des Integrators
528 salvo 68
 
621 salvo 69
 
528 salvo 70
short int Get_GPS_data(void);
71
 
72
NAV_POSUTM_t actual_pos;    // Aktuelle Nav Daten werden hier im ublox Format abgelegt
73
NAV_STATUS_t actual_status; // Aktueller Nav Status
74
NAV_VELNED_t actual_speed;  // Aktueller Geschwindigkeits und Richtungsdaten
75
 
76
GPS_ABS_POSITION_t              gps_act_position;               // Alle wichtigen Daten zusammengefasst
77
GPS_ABS_POSITION_t              gps_home_position;      // Die Startposition, beim Kalibrieren ermittelt
78
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_act_position;   // Die aktuelle relative Position bezogen auf Home Position
79
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_hold_position;  // Die gespeicherte Sollposition fuer GPS_ Hold Mode
80
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_start_position; // Die gespeicherte Ausgangsposition fuer GPS_ Home Mode
81
 
82
// Initialisierung
83
void GPS_Neutral(void)
84
{
85
        ublox_msg_state                         =       UBLOX_IDLE;
86
        gps_state                                       =       GPS_CRTL_IDLE;
87
        gps_sub_state                           =       GPS_CRTL_IDLE;
88
        actual_pos.status                       =       0;
89
        actual_speed.status                     =       0;
90
        actual_status.status            =       0;
91
        gps_home_position.status        =       0; // Noch keine gueltige Home Position
92
        gps_act_position.status         =       0;
93
        gps_rel_act_position.status     =       0;     
94
        GPS_Nick                                        =       0;
95
        GPS_Roll                                        =       0;
96
        gps_updte_flag                          =       0;
97
        gps_int_x                                       =       0;
98
        gps_int_y                                       =       0;
99
        gps_alive_cnt                           =       0;
100
}
101
 
102
// Home Position sichern falls Daten verfuegbar sind. 
103
void GPS_Save_Home(void)
104
{
105
        short int n;
106
        n = Get_GPS_data();
107
        if (n == 0)   // Gueltige  und aktuelle Daten ?   
108
        {
109
                // Neue GPS Daten liegen vor
110
                gps_home_position.utm_east      = gps_act_position.utm_east;   
111
                gps_home_position.utm_north     = gps_act_position.utm_north;  
112
                gps_home_position.utm_alt       = gps_act_position.utm_alt;
113
                gps_home_position.status        = 1; // Home Position gueltig                   
114
        }
115
}
116
 
117
// Relative Position zur Home Position bestimmen
118
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
119
short int Get_Rel_Position(void)
120
{
121
        short int n = 0;
122
        n = Get_GPS_data();
123
        if (n >=1) return (n); // nix zu tun, weil keine neue Daten da sind
565 salvo 124
        if (gps_alive_cnt < 1000) gps_alive_cnt += 600; // Timeoutzaehler. Wird in Motorregler Routine ueberwacht und dekrementiert
528 salvo 125
        if  (gps_home_position.status > 0) //Nur wenn Home Position vorliegt
126
        {
127
                gps_rel_act_position.utm_east   = (int)  (gps_act_position.utm_east - gps_home_position.utm_east);
128
                gps_rel_act_position.utm_north  = (int)  (gps_act_position.utm_north - gps_home_position.utm_north);
129
                gps_rel_act_position.utm_alt    = (int)  (gps_act_position.utm_alt - gps_home_position.utm_alt);
130
                gps_rel_act_position.status     = 1; // gueltige Positionsdaten
131
                n = 0;
132
                gps_updte_flag = 1; // zeigt an, dass neue Daten vorliegen.
133
        }
134
        else
135
        {
136
                n = 2; //keine gueltigen Daten vorhanden
137
                gps_rel_act_position.status = 0; //keine gueltige Position weil keine home Position da ist.
138
        }      
139
        return (n);
140
}
141
 
142
// Daten aus aktuellen ublox Messages extrahieren 
143
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
144
short int Get_GPS_data(void)
145
{
146
        short int n = 1;
147
 
148
        if (actual_pos.status == 0) return (1); //damit es schnell geht, wenn nix zu tun ist
149
        if ((actual_pos.status > 0) && (actual_status.status > 0) && (actual_speed.status > 0))
150
        {
151
                if (((actual_status.gpsfix_type & 0x03) >=2) && ((actual_status.nav_status_flag & 0x01) >=1)) // nur wenn Daten aktuell und gueltig sind
152
                {
565 salvo 153
                        actual_status.status            = 0;
528 salvo 154
                        gps_act_position.utm_east       = actual_pos.utm_east/10;
155
                        gps_act_position.utm_north      = actual_pos.utm_north/10;
156
                        gps_act_position.utm_alt        = actual_pos.utm_alt/10;
565 salvo 157
                        actual_pos.status                       = 0; //neue ublox Messages anfordern
622 salvo 158
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd;
159
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd;
160
                        gps_act_position.heading        = actual_speed.heading/100000;
565 salvo 161
                        actual_speed.status             = 0;
528 salvo 162
                        gps_act_position.status         = 1;
163
                        n                                                       = 0; //Daten gueltig
164
                }
165
                else
166
                {
565 salvo 167
                        gps_act_position.status         = 0; //Keine gueltigen Daten
168
                        actual_speed.status             = 0;
169
                        actual_status.status            = 0;
170
                        actual_pos.status                       = 0; //neue ublox Messages anfordern
171
                        n                                                       = 2;
528 salvo 172
                }
173
        }      
174
        return (n);    
175
}
176
 
177
/*
178
Daten vom GPS im ublox MSG Format auswerten
179
Die Routine wird bei jedem Empfang eines Zeichens vom GPS Modul durch den UART IRQ aufgerufen
180
// Die UBX Messages NAV_POSUTM, NAV_STATUS und NAV_VALED muessen aktiviert sein
181
*/
182
void Get_Ublox_Msg(uint8_t rx)
183
{
184
        switch (ublox_msg_state)
185
        {
186
 
187
                case UBLOX_IDLE: // Zuerst Synchcharacters pruefen
188
                        if ( rx == UBLOX_SYNCH1_CHAR ) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC1;
189
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
190
                        break;
191
 
192
                case UBLOX_SYNC1:
193
 
194
                        if (rx == UBLOX_SYNCH2_CHAR) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC2;
195
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
196
                        chk_a = 0,chk_b = 0;
197
                        break;
198
 
199
                case UBLOX_SYNC2:
200
                        if (rx == UBLOX_NAV_CLASS) ublox_msg_state = UBLOX_CLASS;      
201
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
202
                        break;
203
 
204
                case UBLOX_CLASS: // Nur NAV Meldungen auswerten
205
                        switch (rx)
206
                        {
207
                                case UBLOX_NAV_POSUTM:
208
                                        ptr_pac_status  =       &actual_pos.status;
209
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; //Abbruch weil Daten noch nicht verwendet wurden
210
                                        else
211
                                        {
212
                                                ptr_payload_data                = &actual_pos;
213
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_pos.status;
214
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
215
                                        }
216
                                        break;
217
 
218
                                case UBLOX_NAV_STATUS:
219
                                        ptr_pac_status  =       &actual_status.status;
220
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
221
                                        else
222
                                        {
223
                                                ptr_payload_data                = &actual_status;
224
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_status.status;
225
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
226
                                        }
227
                                        break;
228
 
229
                                case UBLOX_NAV_VELED:
230
                                        ptr_pac_status          =       &actual_speed.status;
231
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
232
                                        else
233
                                        {
234
                                                ptr_payload_data                = &actual_speed;
235
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_speed.status;
236
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
237
                                        }
238
                                        break;
239
 
240
                                default:
241
                                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
242
                                        break; 
243
                        }
244
                        chk_a   = UBLOX_NAV_CLASS + rx;
245
                        chk_b   = UBLOX_NAV_CLASS + chk_a;                     
246
                        break;
247
 
248
                case UBLOX_LEN1: // Laenge auswerten
249
                        rx_len  = rx;
250
                        chk_a   += rx;
251
                        chk_b   += chk_a;              
252
                        ublox_msg_state = UBLOX_LEN2;
253
                        break;
254
 
255
 
256
                case UBLOX_LEN2: // Laenge auswerten
257
                        rx_len = rx_len + (rx *256); // Laenge ermitteln
258
                        chk_a   += rx;
259
                        chk_b   += chk_a;      
260
                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
261
                        break;
262
 
263
                case UBLOX_PAYLOAD: // jetzt Nutzdaten einlesen
264
                        if (rx_len > 0)
265
                        {
266
                                *ptr_payload_data = rx;
267
                                chk_a   += rx;
268
                                chk_b   += chk_a;
269
                                --rx_len;      
270
                                if ((rx_len > 0) && (ptr_payload_data <= ptr_payload_data_end))                          
271
                                {
272
                                        ptr_payload_data++;
273
                                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
274
                            }
275
                                else ublox_msg_state = UBLOX_CKA;
276
                        }      
277
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
278
                        break;
279
 
280
                case UBLOX_CKA: // Checksum pruefen
281
                        if (rx == chk_a) ublox_msg_state = UBLOX_CKB;                          
282
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
283
                        break;
284
 
285
                case UBLOX_CKB: // Checksum pruefen
286
                        if (rx == chk_b) *ptr_pac_status = 1; // Paket ok
287
                        ublox_msg_state    = UBLOX_IDLE;
288
                        break;
289
 
290
                default:
291
                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;          
292
                        break;
293
        }
294
}
295
 
296
//Zentrale Statemachine fuer alle GPS relevanten Regelungsablauefe
297
short int GPS_CRTL(short int cmd)
298
{
621 salvo 299
        static unsigned int cnt;                                                //Zaehler fuer diverse Verzoegerungen 
300
        static signed int       dist_north,dist_east;           // Distanz zur Sollpoistion
301
        static signed int       diff_east,diff_north;           // Differenzierer  (Differenz zum  vorhergehenden x bzw. y  Wert)
302
        static signed int       diff_east_f,diff_north_f;       // Differenzierer, gefiltert
303
        signed int                      n,n1;
304
        static signed int       gps_g2t_act_v; // Aktuelle Geschwindigkeitsvorgabe fuer Home Funktion
305
        long signed int         dev;
306
        signed int                      dist_frm_start_east,dist_frm_start_north;
307
        int                             diff_v_east,diff_v_north; //Verstaerkungsfaktoren fuer Differenzierer
308
        static signed int       int_east,int_north;     //Integrierer 
622 salvo 309
        int                             speed_east,speed_north; //Aktuelle Geschwindigkeit 
310
        signed long             int_east1,int_north1;
621 salvo 311
//      signed long             dist;
602 salvo 312
 
528 salvo 313
        switch (cmd)
314
        {
315
 
316
                case GPS_CMD_REQ_HOME: // Es soll zum Startpunkt zurueckgeflogen werden. 
317
                        if ((gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE) && (gps_state != GPS_CRTL_HOME_ACTIVE))
318
                        {
319
                                cnt++;
565 salvo 320
                                if (cnt > 200) // erst nach Verzoegerung 
528 salvo 321
                                {
322
                                        // Erst mal initialisieren
323
                                        cnt                             = 0;
324
                                        gps_tick                = 0;                                   
325
                                        hold_fast               = 0;
326
                                        hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
327
                                        int_east                = 0, int_north  = 0;
328
                                        gps_reg_x               = 0, gps_reg_y  = 0;
329
                                        dist_east               = 0, dist_north = 0;
330
                                        diff_east_f             = 0, diff_north_f= 0;
331
                                        diff_east               = 0, diff_north  = 0;  
332
                                        dist_flown              = 0;
333
                                        gps_g2t_act_v   = 0;
334
                                        gps_sub_state   = GPS_CRTL_IDLE;
335
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
336
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
337
                                        {
338
                                                gps_rel_start_position.utm_east = gps_rel_act_position.utm_east;
339
                                                gps_rel_start_position.utm_north= gps_rel_act_position.utm_north;
340
                                                gps_rel_start_position.status   = 1; // gueltige Positionsdaten 
341
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
342
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
343
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
344
                                                //Richtung zur Home Position bezogen auf Nordpol bestimmen
345
                                                hdng_2home = arctan_i(-gps_rel_start_position.utm_east,-gps_rel_start_position.utm_north);
346
                                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
347
                                                if (( gps_rel_start_position.utm_east < 0)) hdng_2home = ( 90-hdng_2home);
348
                                                else  hdng_2home = (270 - hdng_2home);
349
                                                dist_2home = (int) get_dist(gps_rel_start_position.utm_east,gps_rel_start_position.utm_north,hdng_2home); //Entfernung zur Home Position bestimmen
350
                                                gps_state       = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE;
351
                                                return (GPS_STST_OK);                          
352
                                        }
353
                                        else
354
                                        {
355
                                                gps_rel_start_position.status   =       0;  //Keine Daten verfuegbar
356
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
357
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
358
                                        }
359
                                }
360
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
361
                        }
362
                   break;
363
// ******************************
364
 
365
                case GPS_CMD_REQ_HOLD: // Die Lageregelung soll aktiviert werden.
366
                        if (gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE)
367
                        {
368
                                cnt++;
621 salvo 369
                                if (cnt > 500) // erst nach Verzoegerung 
528 salvo 370
                                {
371
                                        cnt     =       0;
372
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
373
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
374
                                        {
375
                                                hold_fast               = 0;
376
                                                hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
377
                                                int_east        = 0, int_north  = 0;
378
                                                gps_reg_x       = 0, gps_reg_y  = 0;
379
                                                dist_east       = 0, dist_north = 0;
380
                                                diff_east_f     = 0, diff_north_f= 0;
381
                                                diff_east       = 0, diff_north  = 0;
622 salvo 382
                                                speed_east      = 0; speed_north= 0;
602 salvo 383
                                                int_ovfl_cnt = 0;
528 salvo 384
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
385
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
386
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
387
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE;
388
                                                return (GPS_STST_OK);                          
389
                                        }
390
                                        else
391
                                        {
392
                                                gps_rel_hold_position.status    =       0;  //Keine Daten verfuegbar
393
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
394
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
395
                                        }
396
                                }
397
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
398
                        }
399
                        break;
400
 
401
                case GPS_CMD_STOP: // Lageregelung beenden
402
                        cnt                             =       0;
403
                        GPS_Nick                =       0;
404
                        GPS_Roll                =       0;
405
                        gps_int_x               =       0;
406
                        gps_int_y               =       0;
407
                        gps_sub_state   =       GPS_CRTL_IDLE;
408
                        gps_state               =       GPS_CRTL_IDLE;
409
                        return (GPS_STST_OK);
410
                        break;
411
 
412
                default:
413
                        return (GPS_STST_ERR);
414
                        break;
415
        }
416
 
417
        switch (gps_state)
418
        {      
419
                case GPS_CRTL_IDLE:
420
                        cnt             =       0;
421
                        return (GPS_STST_OK);
422
                        break;
423
 
424
                case GPS_CRTL_HOME_ACTIVE: // Rueckflug zur Basis
425
                //Der Sollwert des Lagereglers wird der Homeposition angenaehert
426
                        if (gps_rel_start_position.status >0)
427
                        {
428
                                if ((gps_updte_flag > 0) && (gps_sub_state !=GPS_HOME_FINISHED)) // nur wenn neue GPS Daten vorliegen und nicht schon alles fertig ist
429
                                {
430
                                        gps_tick++;
431
                                        int d1,d2,d3;
432
                                        d1      = abs (gps_rel_hold_position.utm_east - gps_rel_act_position.utm_east );
433
                                        d2      = abs (gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north );
434
                                        d3      = (dist_2home - (int)dist_flown); // Restdistanz zum Ziel       
435
 
436
                                        if (d3 > GPS_G2T_DIST_MAX_STOP) // Schneller Rueckflug, noch weit weg vom Ziel
437
                                        {
438
                                                if ((d1 < GPS_G2T_FAST_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_FAST_TOL)) //nur weiter wenn Lage innerhalb der Toleranz
439
                                                {
440
                                                        if (gps_g2t_act_v < GPS_G2T_V_MAX) gps_g2t_act_v++;    //Geschwindigkeit langsam erhoehen
441
                                                        dist_flown              +=(long)gps_g2t_act_v; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
442
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_FAST_IN_TOL;
443
                                                }
444
                                                else    //Den Lageregler in Ruhe arbeiten lassen weil ausserhalb der Toleranz
445
                                                {
446
                                                        if (gps_g2t_act_v > 1) gps_g2t_act_v--; // Geschwindigkeit reduzieren
447
                                                        dist_flown++;                                                   //Auch ausserhalb der Toleranz langsam erhoehen
448
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_FAST_OUTOF_TOL;
449
                                                }
450
                                                hold_reset_int                                  = 0; // Integrator einsschalten  
451
                                                hold_fast                                               = 1; // Regler fuer schnellen Flug
452
                                                dist_frm_start_east                             = (int)((dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000);
453
                                                dist_frm_start_north                    = (int)((dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000);
454
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_start_position.utm_east  + dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
455
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
456
                                        }
457
                                        else if (d3 > GPS_G2T_DIST_HOLD)   //Das Ziel naehert sich, deswegen abbremsen
458
                                        {
459
                                                if ((d1 < GPS_G2T_NRML_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_NRML_TOL))  
460
                                                {
461
                                                        dist_flown              +=      GPS_G2T_V_RAMP_DWN; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
462
                                                        gps_sub_state   =       GPS_HOME_RMPDWN_IN_TOL;
463
                                                }
464
                                                else
465
                                                {
466
                                                        dist_flown++; //Auch ausserhalb der Toleranz langsam erhoehen
467
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_RMPDWN_OUTOF_TOL;
468
                                                }                                      
469
                                                hold_reset_int                                  = 0; // Integrator ausschalten            
470
                                                hold_fast                                               = 1; // Wieder normal regeln
471
                                                dist_frm_start_east                             = (int)((dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000);
472
                                                dist_frm_start_north                    = (int)((dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000);
473
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_start_position.utm_east  + dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
474
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
475
                                        }                                                      
476
                                        else  //Soll-Ziel fast erreicht, Jetzt noch Reste ausgleichen, weil Zielpunkt nicht exakt bestimmt werden konnte (Fehler in Winkelfkt) 
477
                                        {
478
                                                if ((d1 < GPS_G2T_NRML_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_NRML_TOL)) // Jetzt bis zum Zielpunkt regeln
479
                                                {
480
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_IN_TOL;
481
                                                        hold_fast               = 0; // Wieder normal regeln
482
                                                        hold_reset_int  = 0; // Integrator wieder aktivieren              
483
                                                        if (gps_rel_hold_position.utm_east >= GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_east -= GPS_G2T_V_MIN;
484
                                                        else if (gps_rel_hold_position.utm_east <= -GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_east += GPS_G2T_V_MIN;
485
                                                        if (gps_rel_hold_position.utm_north >= GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_north -= GPS_G2T_V_MIN;
486
                                                        else if (gps_rel_hold_position.utm_north <= - GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_north += GPS_G2T_V_MIN;
487
                                                        if ((abs(gps_rel_hold_position.utm_east) <= GPS_G2T_V_MIN) && (abs(gps_rel_hold_position.utm_north) <=GPS_G2T_V_MIN))
488
                                                        {
489
                                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = 0;
490
                                                                gps_rel_hold_position.utm_north = 0;
491
                                                                gps_sub_state                                   = GPS_HOME_FINISHED;
492
                                                        }
493
                                                }
494
                                                else gps_sub_state      = GPS_HOME_OUTOF_TOL;
495
                                        }                                      
496
                                }
497
                                gps_state = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE; //Zwischensprung
498
                                return (GPS_STST_OK);                                  
499
                        }
500
                        else  // Keine GPS Daten verfuegbar, deswegen Abbruch
501
                        {
502
                                gps_state       =       GPS_CRTL_IDLE; 
503
                                return (GPS_STST_ERR);
504
                        }
505
                        break;
506
 
507
 
508
                case GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE:  // Hier werden die Daten fuer Nick und Roll errechnet
509
                        if (gps_updte_flag >0)  // nur wenn neue GPS Daten vorliegen
510
                        {
511
                                // ab hier wird geregelt
621 salvo 512
                                diff_east       = dist_east;      //Alten Wert fuer Differenzierer schon mal addieren
513
                                diff_north      = dist_north;
528 salvo 514
                                dist_east       = gps_rel_hold_position.utm_east  - gps_rel_act_position.utm_east;
515
                                dist_north      = gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north;
516
                                int_east        += dist_east;
517
                                int_north   += dist_north;
621 salvo 518
                                diff_east       -= dist_east;   // Differenz zur vorhergehenden East Position
519
                                diff_north      -= dist_north;  // Differenz zur vorhergehenden North Position
622 salvo 520
                                speed_east      =  (int) actual_speed.speed_e;
521
                                speed_north     =  (int) actual_speed.speed_n;
522
                                gps_updte_flag = 0;  // Neue Werte koennen vom GPS geholt werden
528 salvo 523
 
622 salvo 524
                                debug_gp_2      = speed_east;  // zum Debuggen
525
                                debug_gp_3      = speed_north; // zum Debuggen
526
 
528 salvo 527
                                if (hold_fast > 0) // wegen Sollpositionsspruengen im Fast Mode Differenzierer daempfen
528
                                {
615 salvo 529
                                        diff_east_f             = (((diff_east_f  *2)/3) + ((diff_east *1*10)/3)); //Differenzierer filtern     
530
                                        diff_north_f    = (((diff_north_f *2)/3) + ((diff_north*1*10)/3)); //Differenzierer filtern
528 salvo 531
                                }      
532
                                else // schwache Filterung
533
                                {
622 salvo 534
                                        diff_east_f             = (((diff_east_f  * 2)/4) + ((diff_east *2*10)/4)); //Differenzierer filtern    
535
                                        diff_north_f    = (((diff_north_f * 2)/4) + ((diff_north*2*10)/4)); //Differenzierer filtern
528 salvo 536
                                }
537
 
622 salvo 538
                                // Differenz aus Distanz durch eche geschwindigkeit aus VELNED Msg ersetzten
539
                                diff_east_f     = -speed_east;
540
                                diff_north_f = speed_north;
541
 
602 salvo 542
                                #define GPSINT_MAX 3000 // Neues Verfahren ab  30.12.2007  bei Integratoroverflow
543
                                if ((abs(int_east) > GPSINT_MAX) || (abs(int_north)> GPSINT_MAX))
528 salvo 544
                                {
621 salvo 545
                                        if (int_ovfl_cnt < 40) int_ovfl_cnt += 1; // Zahl der Overflows zaehlen
602 salvo 546
//                                      int_east        -= dist_east; auf alten Wert halten
547
//                                      int_north   -= dist_north;                                      
528 salvo 548
                                }
621 salvo 549
                                if (int_ovfl_cnt > 0) //bei Overflow Wert Integratorwert reduzieren 
602 salvo 550
                                {
551
                                        int_ovfl_cnt    -= 1;
552
                                        int_east                = (int_east*7)/8; // Wert reduzieren
553
                                        int_north       = (int_north*7)/8;                                     
554
                                }
555
 
528 salvo 556
                                if (hold_reset_int > 0)  //Im Schnellen Mode Integrator abschalten
557
                                {
558
                                        int_east        = 0;   
559
                                        int_north       = 0;                                   
560
                                }
561
 
621 salvo 562
//                              int phi;
563
//                              phi  = arctan_i(abs(dist_north),abs(dist_east)); 
564
//                              dist = get_dist(dist_east,dist_north,phi); //Zunaechst Entfernung zum Ziel ermitteln
528 salvo 565
 
566
                                if (hold_fast == 0)  // je Nach Modus andere Verstaerkungskurve fuer Differenzierer
567
                                {
613 salvo 568
//                                      diff_v = (int)((dist * (GPS_DIFF_NRML_MAX_V - 10)) / GPS_DIFF_NRML_MAX_D) +10; //Verstaerkung * 10
569
//                                      if (diff_v > GPS_DIFF_NRML_MAX_V) diff_v = GPS_DIFF_NRML_MAX_V; //begrenzen
615 salvo 570
//                                      diff_v = GPS_DIFF_NRML_MAX_V ; //variable Versterkung raus 31.12.2007
528 salvo 571
                                }
572
                                else
573
                                {
613 salvo 574
//                                      diff_v = (int)((dist * (GPS_DIFF_FAST_MAX_V - 10)) / GPS_DIFF_FAST_MAX_D) +10; //Verstaerkung * 10
575
//                                      if (diff_v > GPS_DIFF_FAST_MAX_V) diff_v = GPS_DIFF_FAST_MAX_V; //begrenzen
615 salvo 576
//                                      diff_v = GPS_DIFF_FAST_MAX_V ; //variable Versterkung raus 31.12.2007
528 salvo 577
                                }
615 salvo 578
                                diff_v_east  = (((abs(diff_east_f)) *(DIFF_Y_MAX-1))/DIFF_X_MAX) +10;
579
                                diff_v_north = (((abs(diff_north_f))*(DIFF_Y_MAX-1))/DIFF_X_MAX) +10;
580
                                if (diff_v_east  > (DIFF_Y_MAX *10)) diff_v_east  = DIFF_Y_MAX *10; // Begrenzung
581
                                if (diff_v_north > (DIFF_Y_MAX *10)) diff_v_north = DIFF_Y_MAX *10; // Begrenzung
622 salvo 582
//                              diff_v_east             *=      2;
583
//                              diff_v_north    *=      2;
528 salvo 584
 
616 salvo 585
//                              debug_gp_2      = diff_v_east;  // zum Debuggen
586
//                              debug_gp_3      = diff_v_north; // zum Debuggen
587
//                              debug_gp_4      = diff_east_f;  // zum Debuggen
588
//                              debug_gp_5      = diff_north_f; // zum Debuggen
613 salvo 589
 
528 salvo 590
                                int diff_p;  //Vom Modus abhaengige zusaetzliche Verstaerkung
591
                                if (hold_fast > 0) diff_p = GPS_PROP_FAST_V;
592
                                else diff_p = GPS_PROP_NRML_V;
593
 
594
                                //I Werte begrenzen
602 salvo 595
                                #define INT1_MAX (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)/2 //ab 30.12.2007 auf Halben Maximalen Nick/Rollwert begrenzen
565 salvo 596
                                int_east1  =  ((((long)int_east)   * Parameter_UserParam2)/32)/GPS_USR_PAR_FKT;
597
                                int_north1 =  ((((long)int_north)  * Parameter_UserParam2)/32)/GPS_USR_PAR_FKT;  //Fehler behoben am 17.12.2007 vorher int_north= 
528 salvo 598
                                if (int_east1 > INT1_MAX) int_east1 =  INT1_MAX; //begrenzen
599
                                else if (int_east1 < -INT1_MAX) int_east1 =  -INT1_MAX;
600
                                if (int_north1 > INT1_MAX) int_north1 =  INT1_MAX; //begrenzen
601
                                else if (int_north1 < -INT1_MAX) int_north1 =  -INT1_MAX;
602
 
603
                                //PID Regler Werte aufsummieren
615 salvo 604
                                gps_reg_x = ((int)int_east1  + ((dist_east  * (Parameter_UserParam1/GPS_USR_PAR_FKT) * diff_p)/(8*2))+ ((diff_east_f  * diff_v_east * (Parameter_UserParam3/GPS_USR_PAR_FKT))/100));  // I + P +D  Anteil X Achse
605
                                gps_reg_y = ((int)int_north1 + ((dist_north * (Parameter_UserParam1/GPS_USR_PAR_FKT) * diff_p)/(8*2))+ ((diff_north_f * diff_v_north * (Parameter_UserParam3/GPS_USR_PAR_FKT))/100));  // I + P +D  Anteil Y Achse
606
                                debug_gp_0      = gps_reg_x;  // zum Debuggen
607
                                debug_gp_1      = gps_reg_y; // zum Debuggen
528 salvo 608
 
609
                                //Ziel-Richtung bezogen auf Nordpol bestimmen
610
                                GPS_hdng_abs_2trgt = arctan_i(gps_reg_x,gps_reg_y);
611
 
612
                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
613
                                if ((gps_reg_x >= 0)) GPS_hdng_abs_2trgt = ( 90-GPS_hdng_abs_2trgt);
614
                                else  GPS_hdng_abs_2trgt = (270 - GPS_hdng_abs_2trgt);
615
 
616
                                // Relative Richtung in bezug auf Nordachse des Kopters errechen
617
                                n= GyroKomp_Int/GYROKOMP_INC_GRAD_DEFAULT;
618
                                GPS_hdng_rel_2trgt      =       GPS_hdng_abs_2trgt - n;
619
                                if      ((GPS_hdng_rel_2trgt >180) && (GPS_hdng_abs_2trgt >=180)) GPS_hdng_rel_2trgt = GPS_hdng_rel_2trgt-360;
620
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt >180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 - GPS_hdng_rel_2trgt;
621
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt <-180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 + GPS_hdng_rel_2trgt;
622
 
623
                                // Regelabweichung aus x,y zu Ziel in Distanz umrechnen 
624
                                if (abs(gps_reg_x) > abs(gps_reg_y) )
625
                                {
626
                                        dev = (long)gps_reg_x; //Groesseren Wert wegen besserer Genauigkeit nehmen
627
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) sin_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
628
                                }
629
                                else
630
                                {
631
                                        dev = (long)gps_reg_y;
632
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) cos_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
633
                                }
634
                                GPS_dist_2trgt  = (int) dev;
635
                                // Winkel und Distanz in Nick und Rollgroessen umrechnen
621 salvo 636
                                n  = (int) +( (dev * (long) sin_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000); //Rollwert bestimmen
637
                                n1 = (int) -( (dev * (long) cos_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000); //Nickwert bestimmen
638
 
639
//                              GPS_Roll = (int) +( (dev * (long) sin_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000); 
640
//                              GPS_Nick = (int) -( (dev * (long) cos_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000);
528 salvo 641
 
621 salvo 642
                                if (n > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) n = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
643
                                else if (n < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) n = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
644
                                if (n1 > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) n1 = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
645
                                else if (n1 < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) n1 = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
646
                                n  = n/GPS_V;
647
                                n1 = n1/GPS_V;
528 salvo 648
                                //Kleine Werte verstaerken, Grosse abschwaechen
621 salvo 649
/*                              n                       = sin_i((GPS_Roll*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
528 salvo 650
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
651
                                GPS_Roll        = (int) n_l;
652
                                n                       = sin_i((GPS_Nick*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
653
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
654
                                GPS_Nick        = (int) n_l;
621 salvo 655
*/                               
656
 
528 salvo 657
                                if ((abs(dist_east) > GPS_DIST_MAX) || (abs(dist_north) > GPS_DIST_MAX))  // bei zu grossem Abstand abbrechen
658
                                {
659
                                        GPS_Roll        = 0;
660
                                        GPS_Nick        = 0;
661
                                        gps_state       = GPS_CRTL_IDLE;
662
                                        return (GPS_STST_ERR); 
663
                                        break;                                 
664
                                }
665
                                else
666
                                {
621 salvo 667
                                        GPS_Roll = n;
668
                                        GPS_Nick = n1;
528 salvo 669
                                        if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
670
                                        return (GPS_STST_OK);
671
                                }
672
                        }
673
                        else
674
                        {
675
                                if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
676
                                return (GPS_STST_OK);
677
                        }
678
                        break;
679
 
680
                default:
681
                        gps_state = GPS_CRTL_IDLE;
682
                        return (GPS_STST_ERR);
683
                        break;
684
        }      
685
        return (GPS_STST_ERR);
686
 
687
}
688