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Rev Author Line No. Line
143 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 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 for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License
8
along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
9
 
149 salvo 10
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
143 salvo 11
*/
12
/*++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
13
Peter Muehlenbrock
14
Auswertung der Daten vom GPS im ublox Format
15
Regelung fuer GPS noch nicht implementiert
158 salvo 16
Stand 16.9.2007
143 salvo 17
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
18
*/
1 ingob 19
#include "main.h"
156 salvo 20
//#include "gps.h"
1 ingob 21
 
143 salvo 22
// Defines fuer ublox Messageformat um Auswertung zu steuern
23
#define                 UBLOX_IDLE      0
24
#define                 UBLOX_SYNC1     1
25
#define                 UBLOX_SYNC2     2
26
#define                 UBLOX_CLASS     3
27
#define                 UBLOX_ID        4
28
#define                 UBLOX_LEN1      5
29
#define                 UBLOX_LEN2      6
30
#define                 UBLOX_CKA       7
31
#define                 UBLOX_CKB       8
32
#define                 UBLOX_PAYLOAD   9
33
 
34
// ublox Protokoll Identifier 
35
#define                 UBLOX_NAV_POSUTM                0x08
36
#define                 UBLOX_NAV_STATUS                0x03
37
#define                 UBLOX_NAV_VELED                 0x12
38
#define                 UBLOX_NAV_CLASS                 0x01
39
#define                 UBLOX_SYNCH1_CHAR               0xB5
40
#define                 UBLOX_SYNCH2_CHAR               0x62
41
 
1 ingob 42
signed int GPS_Nick = 0;
43
signed int GPS_Roll = 0;
158 salvo 44
short int ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
143 salvo 45
static uint8_t  chk_a =0; //Checksum
46
static uint8_t  chk_b =0;
158 salvo 47
short int gps_state;
48
short int  gps_updte_flag;
49
signed int GPS_hdng_abs_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordpol
50
signed int GPS_hdng_rel_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordachse des Kopters
51
signed int GPS_dist_2trgt; //vorzeichenlose Distanz zum Ziel 
143 salvo 52
 
53
static unsigned int rx_len;
54
unsigned int cnt0,cnt1,cnt2; //******Provisorisch
55
static unsigned int ptr_payload_data_end;
56
 
57
static uint8_t *ptr_payload_data;
58
static uint8_t *ptr_pac_status;
59
 
156 salvo 60
short int Get_GPS_data(void);
143 salvo 61
 
62
NAV_POSUTM_t actual_pos;    // Aktuelle Nav Daten werden hier im ublox Format abgelegt
63
NAV_STATUS_t actual_status; // Aktueller Nav Status
64
NAV_VELNED_t actual_speed;  // Aktueller Geschwindigkeits und Richtungsdaten
65
 
156 salvo 66
GPS_ABS_POSITION_t              gps_act_position;               // Alle wichtigen Daten zusammengefasst
67
GPS_ABS_POSITION_t              gps_home_position;      // Die Startposition, beim Kalibrieren ermittelt
68
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_act_position;   // Die aktuelle relative Position bezogen auf Home Position
158 salvo 69
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_hold_position;  // Die gespeicherte Sollposition fuer GPS_ Hold Mode
143 salvo 70
 
156 salvo 71
// Initialisierung
72
void GPS_Neutral(void)
1 ingob 73
{
158 salvo 74
        short int n;
75
        ublox_msg_state                         =       UBLOX_IDLE;
76
        gps_state                                       =       GPS_CRTL_IDLE;
77
        actual_pos.status                       =       0;
78
        actual_speed.status                     =       0;
79
        actual_status.status            =       0;
80
        gps_home_position.status        =       0; // Noch keine gueltige Home Position
81
        gps_act_position.status         =       0;
82
        gps_rel_act_position.status     =       0;     
83
        GPS_Nick                                        =       0;
84
        GPS_Roll                                        =       0;
85
        gps_updte_flag                          =       0;
1 ingob 86
}
87
 
156 salvo 88
// Home Position sichern falls Daten verfuegbar sind. 
89
void GPS_Save_Home(void)
1 ingob 90
{
156 salvo 91
        short int n;
92
        n = Get_GPS_data();
93
        if (n == 0)   // Gueltige  und aktuelle Daten ?   
94
        {
95
                // Neue GPS Daten liegen vor
157 salvo 96
                gps_home_position.utm_east      = gps_act_position.utm_east;   
97
                gps_home_position.utm_north     = gps_act_position.utm_north;  
98
                gps_home_position.utm_alt       = gps_act_position.utm_alt;
99
                gps_home_position.status        = 1; // Home Position gueltig                   
156 salvo 100
        }
101
}
102
 
103
// Relative Position zur Home Position bestimmen
104
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
105
short int Get_Rel_Position(void)
106
{
107
        short int n = 0;
108
        n = Get_GPS_data();
109
        if (n >=1) return (n); // nix zu tun, weil keine neue Daten da sind
110
        if  (gps_home_position.status > 0) //Nur wenn Home Position vorliegt
111
        {
112
                gps_rel_act_position.utm_east   = (int)  (gps_act_position.utm_east - gps_home_position.utm_east);
113
                gps_rel_act_position.utm_north  = (int)  (gps_act_position.utm_north - gps_home_position.utm_north);
114
                gps_rel_act_position.status     = 1; // gueltige Positionsdaten
115
                n = 0;
158 salvo 116
                gps_updte_flag = 1; // zeigt an, dass neue Daten vorliegen.
156 salvo 117
        }
118
        else
119
        {
120
                n = 2; //keine gueltigen Daten vorhanden
121
                gps_rel_act_position.status = 0; //keine gueltige Position weil keine home Position da ist.
122
        }      
123
        return (n);
124
}
125
 
126
// Daten aus aktuellen ublox Messages extrahieren 
127
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
128
short int Get_GPS_data(void)
129
{
130
        short int n = 1;
131
 
132
        if (actual_pos.status == 0) return (1); //damit es schnell geht, wenn nix zu tun ist
143 salvo 133
        if ((actual_pos.status > 0) && (actual_status.status > 0) && (actual_speed.status > 0))
134
        {
135
                cnt1++; //**** noch Rausschmeissen
149 salvo 136
                if (((actual_status.gpsfix_type & 0x03) >=2) && ((actual_status.nav_status_flag & 0x01) >=1)) // nur wenn Daten aktuell und gueltig sind
143 salvo 137
                {
138
                        gps_act_position.utm_east       = actual_pos.utm_east/10;
139
                        gps_act_position.utm_north      = actual_pos.utm_north/10;
140
                        gps_act_position.utm_alt        = actual_pos.utm_alt/10;
141
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
142
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
143
                        gps_act_position.heading        = actual_speed.heading/100000;
144
                        gps_act_position.status         = 1;
156 salvo 145
                        n                                                       = 0; //Daten gueltig
143 salvo 146
                }
156 salvo 147
                else
148
                {
149
                        gps_act_position.status = 0; //Keine gueltigen Daten
150
                        n                                               = 2;
151
                }
152
                actual_pos.status               = 0; //neue ublox Messages anfordern
153
                actual_status.status    = 0;
154
                actual_speed.status     = 0;
155
        }      
156
        return (n);    
1 ingob 157
}
158
 
159
 
143 salvo 160
/*
161
Daten vom GPS im ublox MSG Format auswerten
156 salvo 162
Die Routine wird bei jedem Empfang eines Zeichens vom GPS Modul durch den UART IRQ aufgerufen
143 salvo 163
// Die UBX Messages NAV_POSUTM, NAV_STATUS und NAV_VALED muessen aktiviert sein
164
*/
165
void Get_Ublox_Msg(uint8_t rx)
166
{
1 ingob 167
 
143 salvo 168
        switch (ublox_msg_state)
169
        {
1 ingob 170
 
143 salvo 171
                case UBLOX_IDLE: // Zuerst Synchcharacters pruefen
172
                        if ( rx == UBLOX_SYNCH1_CHAR ) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC1;
173
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
174
                        break;
175
 
176
                case UBLOX_SYNC1:
177
 
178
                        if (rx == UBLOX_SYNCH2_CHAR) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC2;
179
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
180
                        chk_a = 0,chk_b = 0;
181
                        break;
182
 
183
                case UBLOX_SYNC2:
184
                        if (rx == UBLOX_NAV_CLASS) ublox_msg_state = UBLOX_CLASS;      
185
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
186
                        break;
187
 
188
                case UBLOX_CLASS: // Nur NAV Meldungen auswerten
189
                        switch (rx)
190
                        {
191
                                case UBLOX_NAV_POSUTM:
192
                                        ptr_pac_status  =       &actual_pos.status;
193
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; //Abbruch weil Daten noch nicht verwendet wurden
194
                                        else
195
                                        {
196
                                                ptr_payload_data                = &actual_pos;
197
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_pos.status;
198
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
199
                                        }
200
                                        break;
201
 
202
                                case UBLOX_NAV_STATUS:
203
                                        ptr_pac_status  =       &actual_status.status;
204
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
205
                                        else
206
                                        {
207
                                                ptr_payload_data                = &actual_status;
208
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_status.status;
209
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
210
                                        }
211
                                        break;
212
 
213
                                case UBLOX_NAV_VELED:
156 salvo 214
                                        ptr_pac_status          =       &actual_speed.status;
143 salvo 215
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
216
                                        else
217
                                        {
218
                                                ptr_payload_data                = &actual_speed;
219
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_speed.status;
220
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
221
                                        }
222
                                        break;
223
 
224
                                default:
225
                                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
226
                                        break; 
227
                        }
228
                        chk_a   = UBLOX_NAV_CLASS + rx;
229
                        chk_b   = UBLOX_NAV_CLASS + chk_a;                     
230
                        break;
231
 
232
                case UBLOX_LEN1: // Laenge auswerten
233
                        rx_len  = rx;
234
                        chk_a   += rx;
235
                        chk_b   += chk_a;              
236
                        ublox_msg_state = UBLOX_LEN2;
237
                        break;
238
 
239
 
240
                case UBLOX_LEN2: // Laenge auswerten
241
                        rx_len = rx_len + (rx *256); // Laenge ermitteln
242
                        chk_a   += rx;
243
                        chk_b   += chk_a;      
244
                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
245
                        break;
246
 
247
                case UBLOX_PAYLOAD: // jetzt Nutzdaten einlesen
248
                        if (rx_len > 0)
249
                        {
250
                                *ptr_payload_data = rx;
251
                                chk_a   += rx;
252
                                chk_b   += chk_a;
253
                                --rx_len;      
254
                                if ((rx_len > 0) && (ptr_payload_data <= ptr_payload_data_end))                          
255
                                {
256
                                        ptr_payload_data++;
156 salvo 257
                                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
143 salvo 258
                            }
259
                                else ublox_msg_state = UBLOX_CKA;
260
                        }      
261
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
262
                        break;
263
 
264
                case UBLOX_CKA: // Checksum pruefen
265
                        if (rx == chk_a) ublox_msg_state = UBLOX_CKB;                          
266
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
267
                        break;
268
 
269
                case UBLOX_CKB: // Checksum pruefen
270
                        if (rx == chk_b) *ptr_pac_status = 1; // Paket ok
271
                        ublox_msg_state    = UBLOX_IDLE;
272
                        break;
273
 
274
                default:
275
                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;          
276
                        break;
158 salvo 277
        }
143 salvo 278
}
158 salvo 279
 
280
//Zentrale Statemachine fuer alle GPS relevanten Regelungsablauefe
281
short int GPS_CRTL(short int cmd)
282
{
283
        static unsigned int cnt;        //Zaehler fuer diverse Verzoegerungen 
143 salvo 284
 
158 salvo 285
        switch (cmd)
286
        {
287
                case GPS_CMD_REQ_HOLD: // Die Lageregelung soll aktiviert werden.
288
                        if (gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE)
289
                        {
290
                                cnt++;
291
                                if (cnt > 300) // erst nach Verzoegerung 
292
                                {
293
                                        cnt     =       0;
294
                                        // aktuelle positionsdaten abespeichern
295
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
296
                                        {
297
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
298
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
299
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
300
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE;
301
                                                return (GPS_STST_OK);                          
302
                                        }
303
                                        else
304
                                        {
305
                                                gps_rel_hold_position.status    =       0;  //Keine Daten verfuegbar
306
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
307
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
308
                                        }
309
                                }
310
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
311
                        }
312
                        break;
313
 
314
                case GPS_CMD_STOP_HOLD: // Lageregelung beenden
315
                        cnt                             =       0;
316
                        GPS_Nick                =       0;
317
                        GPS_Roll                =       0;
318
                        gps_state               =       GPS_CRTL_IDLE;
319
                        return (GPS_STST_OK);
320
                        break;
321
 
322
                default:
323
                        return (GPS_STST_ERR);
324
                        break;
325
        }
326
 
327
        switch (gps_state)
328
        {      
329
                case GPS_CRTL_IDLE:
330
                        cnt             =       0;
331
                        return (GPS_STST_OK);
332
                        break;
333
 
334
                case GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE: // Hier werden die Daten fuer Nick und Roll errechnet
335
                        if (gps_updte_flag = 1)  //nur wenn neue GPS Daten vorliegen
336
                        {
337
                                gps_updte_flag = 0;
338
                                // ab hier wird geregelt
339
                                // Richtung zum Ziel ermitteln
340
                                signed int dist_north,dist_east;
341
                                dist_east = gps_rel_hold_position.utm_east - gps_rel_act_position.utm_east;
342
                                dist_north = gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north;
343
                                GPS_hdng_abs_2trgt = arctan_i((long)dist_east,(long)dist_north);
344
                                //in Winkel 0..360 grad umrechnen
345
                                if ((dist_east >= 0) && (dist_north < 0)) GPS_hdng_abs_2trgt = ( 90-GPS_hdng_abs_2trgt);
346
                                else if ((dist_east <  0) ) GPS_hdng_abs_2trgt = (270 - GPS_hdng_abs_2trgt);
347
 
348
                                // Distanz zum Ziel ermitteln
349
                                GPS_dist_2trgt = abs(dist_north) + abs(dist_east);//ACHTUNG: Noch Nicht korrekt
350
                                return (GPS_STST_OK);                  
351
                        }
352
                        else return (GPS_STST_OK);
353
                        break;
354
 
355
                default:
356
                        gps_state       = GPS_CRTL_IDLE;
357
                        return (GPS_STST_ERR);
358
                        break;
359
        }      
360
        return (GPS_STST_ERR);
361
 
362
}
363