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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
242 salvo 3
it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software Foundation;
143 salvo 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
242 salvo 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/>.
143 salvo 11
 
149 salvo 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
143 salvo 13
*/
14
/*++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
15
Peter Muehlenbrock
16
Auswertung der Daten vom GPS im ublox Format
182 salvo 17
Hold Modus mit PID Regler
236 salvo 18
Rückstuerz zur Basis Funktion
242 salvo 19
Stand 7.10.2007
143 salvo 20
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
21
*/
1 ingob 22
#include "main.h"
156 salvo 23
//#include "gps.h"
1 ingob 24
 
143 salvo 25
// Defines fuer ublox Messageformat um Auswertung zu steuern
183 salvo 26
#define                 UBLOX_IDLE              0
27
#define                 UBLOX_SYNC1             1
28
#define                 UBLOX_SYNC2             2
29
#define                 UBLOX_CLASS             3
30
#define                 UBLOX_ID                4
31
#define                 UBLOX_LEN1              5
32
#define                 UBLOX_LEN2              6
33
#define                 UBLOX_CKA               7
34
#define                 UBLOX_CKB               8
143 salvo 35
#define                 UBLOX_PAYLOAD   9
36
 
37
// ublox Protokoll Identifier 
38
#define                 UBLOX_NAV_POSUTM                0x08
39
#define                 UBLOX_NAV_STATUS                0x03
40
#define                 UBLOX_NAV_VELED                 0x12
41
#define                 UBLOX_NAV_CLASS                 0x01
42
#define                 UBLOX_SYNCH1_CHAR               0xB5
43
#define                 UBLOX_SYNCH2_CHAR               0x62
44
 
209 salvo 45
signed int      GPS_Nick = 0;
46
signed int      GPS_Roll = 0;
47
short int       ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
48
static          uint8_t chk_a =0; //Checksum
49
static          uint8_t chk_b =0;
225 salvo 50
short int       gps_state,gps_sub_state; //Zustaende der Statemachine
209 salvo 51
short int       gps_updte_flag;
52
signed int      GPS_hdng_abs_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordpol
53
signed int      GPS_hdng_rel_2trgt; //Winkel zum Ziel bezogen auf Nordachse des Kopters
54
signed int      GPS_dist_2trgt; //vorzeichenlose Distanz zum Ziel 
55
signed int      gps_int_x,gps_int_y,gps_reg_x,gps_reg_y;                               
143 salvo 56
static unsigned int rx_len;
57
static unsigned int ptr_payload_data_end;
209 salvo 58
unsigned int            gps_alive_cnt; // Wird bei jedem gueltigen GPS Telegramm hochgezaehlt
224 salvo 59
signed hdng_2home,dist_2home; //Richtung und Entfernung zur home Position 
60
signed gps_tick; //wird bei jedem Update durch das GPS Modul hochgezaehlt 
236 salvo 61
static short int hold_fast,hold_reset_int; //Flags fuer Hold Regler
143 salvo 62
static uint8_t *ptr_payload_data;
63
static uint8_t *ptr_pac_status;
225 salvo 64
long int dist_flown;
143 salvo 65
 
156 salvo 66
short int Get_GPS_data(void);
143 salvo 67
 
68
NAV_POSUTM_t actual_pos;    // Aktuelle Nav Daten werden hier im ublox Format abgelegt
69
NAV_STATUS_t actual_status; // Aktueller Nav Status
70
NAV_VELNED_t actual_speed;  // Aktueller Geschwindigkeits und Richtungsdaten
71
 
156 salvo 72
GPS_ABS_POSITION_t              gps_act_position;               // Alle wichtigen Daten zusammengefasst
73
GPS_ABS_POSITION_t              gps_home_position;      // Die Startposition, beim Kalibrieren ermittelt
74
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_act_position;   // Die aktuelle relative Position bezogen auf Home Position
158 salvo 75
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_hold_position;  // Die gespeicherte Sollposition fuer GPS_ Hold Mode
224 salvo 76
GPS_REL_POSITION_t              gps_rel_start_position;         // Die gespeicherte Ausgangsposition fuer GPS_ Home Mode
143 salvo 77
 
156 salvo 78
// Initialisierung
79
void GPS_Neutral(void)
1 ingob 80
{
158 salvo 81
        ublox_msg_state                         =       UBLOX_IDLE;
82
        gps_state                                       =       GPS_CRTL_IDLE;
83
        actual_pos.status                       =       0;
84
        actual_speed.status                     =       0;
85
        actual_status.status            =       0;
86
        gps_home_position.status        =       0; // Noch keine gueltige Home Position
87
        gps_act_position.status         =       0;
88
        gps_rel_act_position.status     =       0;     
89
        GPS_Nick                                        =       0;
90
        GPS_Roll                                        =       0;
91
        gps_updte_flag                          =       0;
159 salvo 92
        gps_int_x                                       =       0;
93
        gps_int_y                                       =       0;
190 salvo 94
        gps_alive_cnt                           =       0;
1 ingob 95
}
96
 
156 salvo 97
// Home Position sichern falls Daten verfuegbar sind. 
98
void GPS_Save_Home(void)
1 ingob 99
{
156 salvo 100
        short int n;
101
        n = Get_GPS_data();
102
        if (n == 0)   // Gueltige  und aktuelle Daten ?   
103
        {
104
                // Neue GPS Daten liegen vor
157 salvo 105
                gps_home_position.utm_east      = gps_act_position.utm_east;   
106
                gps_home_position.utm_north     = gps_act_position.utm_north;  
107
                gps_home_position.utm_alt       = gps_act_position.utm_alt;
108
                gps_home_position.status        = 1; // Home Position gueltig                   
156 salvo 109
        }
110
}
111
 
112
// Relative Position zur Home Position bestimmen
113
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
114
short int Get_Rel_Position(void)
115
{
116
        short int n = 0;
117
        n = Get_GPS_data();
118
        if (n >=1) return (n); // nix zu tun, weil keine neue Daten da sind
224 salvo 119
        if (gps_alive_cnt < 400) gps_alive_cnt += 300; // Timeoutzaehler. Wird in Motorregler Routine ueberwacht und dekrementiert
156 salvo 120
        if  (gps_home_position.status > 0) //Nur wenn Home Position vorliegt
121
        {
122
                gps_rel_act_position.utm_east   = (int)  (gps_act_position.utm_east - gps_home_position.utm_east);
123
                gps_rel_act_position.utm_north  = (int)  (gps_act_position.utm_north - gps_home_position.utm_north);
124
                gps_rel_act_position.status     = 1; // gueltige Positionsdaten
125
                n = 0;
158 salvo 126
                gps_updte_flag = 1; // zeigt an, dass neue Daten vorliegen.
156 salvo 127
        }
128
        else
129
        {
130
                n = 2; //keine gueltigen Daten vorhanden
131
                gps_rel_act_position.status = 0; //keine gueltige Position weil keine home Position da ist.
132
        }      
133
        return (n);
134
}
135
 
136
// Daten aus aktuellen ublox Messages extrahieren 
137
// Rueckgabewert 0= Daten sind aktuell und gueltig. 1= Keine Aenderung. 2= Daten ungueltig
138
short int Get_GPS_data(void)
139
{
140
        short int n = 1;
141
 
142
        if (actual_pos.status == 0) return (1); //damit es schnell geht, wenn nix zu tun ist
143 salvo 143
        if ((actual_pos.status > 0) && (actual_status.status > 0) && (actual_speed.status > 0))
144
        {
149 salvo 145
                if (((actual_status.gpsfix_type & 0x03) >=2) && ((actual_status.nav_status_flag & 0x01) >=1)) // nur wenn Daten aktuell und gueltig sind
143 salvo 146
                {
147
                        gps_act_position.utm_east       = actual_pos.utm_east/10;
148
                        gps_act_position.utm_north      = actual_pos.utm_north/10;
149
                        gps_act_position.utm_alt        = actual_pos.utm_alt/10;
150
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
151
                        gps_act_position.speed_gnd      = actual_speed.speed_gnd/10;
152
                        gps_act_position.heading        = actual_speed.heading/100000;
153
                        gps_act_position.status         = 1;
156 salvo 154
                        n                                                       = 0; //Daten gueltig
143 salvo 155
                }
156 salvo 156
                else
157
                {
158
                        gps_act_position.status = 0; //Keine gueltigen Daten
159
                        n                                               = 2;
160
                }
161
                actual_pos.status               = 0; //neue ublox Messages anfordern
162
                actual_status.status    = 0;
163
                actual_speed.status     = 0;
164
        }      
165
        return (n);    
1 ingob 166
}
167
 
168
 
143 salvo 169
/*
170
Daten vom GPS im ublox MSG Format auswerten
156 salvo 171
Die Routine wird bei jedem Empfang eines Zeichens vom GPS Modul durch den UART IRQ aufgerufen
143 salvo 172
// Die UBX Messages NAV_POSUTM, NAV_STATUS und NAV_VALED muessen aktiviert sein
173
*/
174
void Get_Ublox_Msg(uint8_t rx)
175
{
176
        switch (ublox_msg_state)
177
        {
1 ingob 178
 
143 salvo 179
                case UBLOX_IDLE: // Zuerst Synchcharacters pruefen
180
                        if ( rx == UBLOX_SYNCH1_CHAR ) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC1;
181
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
182
                        break;
183
 
184
                case UBLOX_SYNC1:
185
 
186
                        if (rx == UBLOX_SYNCH2_CHAR) ublox_msg_state = UBLOX_SYNC2;
187
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
188
                        chk_a = 0,chk_b = 0;
189
                        break;
190
 
191
                case UBLOX_SYNC2:
192
                        if (rx == UBLOX_NAV_CLASS) ublox_msg_state = UBLOX_CLASS;      
193
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
194
                        break;
195
 
196
                case UBLOX_CLASS: // Nur NAV Meldungen auswerten
197
                        switch (rx)
198
                        {
199
                                case UBLOX_NAV_POSUTM:
200
                                        ptr_pac_status  =       &actual_pos.status;
201
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; //Abbruch weil Daten noch nicht verwendet wurden
202
                                        else
203
                                        {
204
                                                ptr_payload_data                = &actual_pos;
205
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_pos.status;
206
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
207
                                        }
208
                                        break;
209
 
210
                                case UBLOX_NAV_STATUS:
211
                                        ptr_pac_status  =       &actual_status.status;
212
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
213
                                        else
214
                                        {
215
                                                ptr_payload_data                = &actual_status;
216
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_status.status;
217
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
218
                                        }
219
                                        break;
220
 
221
                                case UBLOX_NAV_VELED:
156 salvo 222
                                        ptr_pac_status          =       &actual_speed.status;
143 salvo 223
                                        if (*ptr_pac_status > 0) ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
224
                                        else
225
                                        {
226
                                                ptr_payload_data                = &actual_speed;
227
                                                ptr_payload_data_end    = &actual_speed.status;
228
                                                ublox_msg_state                 = UBLOX_LEN1;
229
                                        }
230
                                        break;
231
 
232
                                default:
233
                                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;
234
                                        break; 
235
                        }
236
                        chk_a   = UBLOX_NAV_CLASS + rx;
237
                        chk_b   = UBLOX_NAV_CLASS + chk_a;                     
238
                        break;
239
 
240
                case UBLOX_LEN1: // Laenge auswerten
241
                        rx_len  = rx;
242
                        chk_a   += rx;
243
                        chk_b   += chk_a;              
244
                        ublox_msg_state = UBLOX_LEN2;
245
                        break;
246
 
247
 
248
                case UBLOX_LEN2: // Laenge auswerten
249
                        rx_len = rx_len + (rx *256); // Laenge ermitteln
250
                        chk_a   += rx;
251
                        chk_b   += chk_a;      
252
                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
253
                        break;
254
 
255
                case UBLOX_PAYLOAD: // jetzt Nutzdaten einlesen
256
                        if (rx_len > 0)
257
                        {
258
                                *ptr_payload_data = rx;
259
                                chk_a   += rx;
260
                                chk_b   += chk_a;
261
                                --rx_len;      
262
                                if ((rx_len > 0) && (ptr_payload_data <= ptr_payload_data_end))                          
263
                                {
264
                                        ptr_payload_data++;
156 salvo 265
                                        ublox_msg_state = UBLOX_PAYLOAD;
143 salvo 266
                            }
267
                                else ublox_msg_state = UBLOX_CKA;
268
                        }      
269
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
270
                        break;
271
 
272
                case UBLOX_CKA: // Checksum pruefen
273
                        if (rx == chk_a) ublox_msg_state = UBLOX_CKB;                          
274
                        else ublox_msg_state = UBLOX_IDLE; // Abbruch wegen Fehler
275
                        break;
276
 
277
                case UBLOX_CKB: // Checksum pruefen
278
                        if (rx == chk_b) *ptr_pac_status = 1; // Paket ok
279
                        ublox_msg_state    = UBLOX_IDLE;
280
                        break;
281
 
282
                default:
283
                        ublox_msg_state = UBLOX_IDLE;          
284
                        break;
158 salvo 285
        }
143 salvo 286
}
158 salvo 287
 
288
//Zentrale Statemachine fuer alle GPS relevanten Regelungsablauefe
289
short int GPS_CRTL(short int cmd)
290
{
236 salvo 291
        static unsigned int cnt;                                        //Zaehler fuer diverse Verzoegerungen 
184 salvo 292
        static signed int int_east,int_north;   //Integrierer 
293
        static signed int dist_north,dist_east;
186 salvo 294
        static signed int diff_east,diff_north;         // Differenzierer  (Differenz zum  vorhergehenden x bzw. y  Wert)
295
        static signed int diff_east_f,diff_north_f; // Differenzierer,  gefiltert
197 salvo 296
        signed int n,diff_v;
236 salvo 297
        static signed int gps_g2t_act_v; // Aktuelle Geschwindigkeitsvorgabe fuer Home Funktion
197 salvo 298
        long signed int dev,n_l;
225 salvo 299
        signed int dist_frm_start_east,dist_frm_start_north;
158 salvo 300
        switch (cmd)
301
        {
162 salvo 302
 
303
                case GPS_CMD_REQ_HOME: // Es soll zum Startpunkt zurueckgeflogen werden. 
224 salvo 304
                        if ((gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE) && (gps_state != GPS_CRTL_HOME_ACTIVE))
305
                        {
306
                                cnt++;
307
                                if (cnt > 500) // erst nach Verzoegerung 
308
                                {
309
                                        // Erst mal initialisieren
310
                                        cnt                             = 0;
311
                                        gps_tick                = 0;                                   
225 salvo 312
                                        hold_fast               = 0;
236 salvo 313
                                        hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
224 salvo 314
                                        int_east                = 0, int_north  = 0;
315
                                        gps_reg_x               = 0, gps_reg_y  = 0;
316
                                        dist_east               = 0, dist_north = 0;
317
                                        diff_east_f             = 0, diff_north_f= 0;
318
                                        diff_east               = 0, diff_north  = 0;  
319
                                        dist_flown              = 0;
236 salvo 320
                                        gps_g2t_act_v   = 0;
224 salvo 321
                                        gps_sub_state   = GPS_CRTL_IDLE;
322
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
323
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
324
                                        {
325
                                                gps_rel_start_position.utm_east = gps_rel_act_position.utm_east;
326
                                                gps_rel_start_position.utm_north= gps_rel_act_position.utm_north;
327
                                                gps_rel_start_position.status   = 1; // gueltige Positionsdaten 
328
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
329
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
330
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
331
                                                //Richtung zur Home Positionbezogen auf Nordpol bestimmen
332
                                                hdng_2home = arctan_i(-gps_rel_start_position.utm_east,-gps_rel_start_position.utm_north);
333
                                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
241 salvo 334
                                                if (( gps_rel_start_position.utm_east < 0)) hdng_2home = ( 90-hdng_2home);
224 salvo 335
                                                else  hdng_2home = (270 - hdng_2home);
336
                                                dist_2home = (int) get_dist(gps_rel_start_position.utm_east,gps_rel_start_position.utm_north,hdng_2home); //Entfernung zur Home Position bestimmen
337
                                                gps_state       = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE;
338
                                                return (GPS_STST_OK);                          
339
                                        }
340
                                        else
341
                                        {
342
                                                gps_rel_start_position.status   =       0;  //Keine Daten verfuegbar
343
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
344
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
345
                                        }
346
                                }
347
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
348
                        }
162 salvo 349
                   break;
350
// ******************************
351
 
158 salvo 352
                case GPS_CMD_REQ_HOLD: // Die Lageregelung soll aktiviert werden.
353
                        if (gps_state != GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE)
354
                        {
355
                                cnt++;
160 salvo 356
                                if (cnt > 500) // erst nach Verzoegerung 
158 salvo 357
                                {
358
                                        cnt     =       0;
224 salvo 359
                                        // aktuelle positionsdaten abspeichern
158 salvo 360
                                        if (gps_rel_act_position.status > 0)
361
                                        {
236 salvo 362
                                                hold_fast               = 0;
363
                                                hold_reset_int  = 0; // Integrator enablen
224 salvo 364
                                                int_east        = 0, int_north  = 0;
365
                                                gps_reg_x       = 0, gps_reg_y  = 0;
366
                                                dist_east       = 0, dist_north = 0;
367
                                                diff_east_f     = 0, diff_north_f= 0;
368
                                                diff_east       = 0, diff_north  = 0;
158 salvo 369
                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_act_position.utm_east;
370
                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_act_position.utm_north;
371
                                                gps_rel_hold_position.status    = 1; // gueltige Positionsdaten 
372
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE;
373
                                                return (GPS_STST_OK);                          
374
                                        }
375
                                        else
376
                                        {
377
                                                gps_rel_hold_position.status    =       0;  //Keine Daten verfuegbar
378
                                                gps_state                                               = GPS_CRTL_IDLE;
379
                                                return(GPS_STST_ERR); // Keine Daten da
380
                                        }
381
                                }
382
                                else return(GPS_STST_PEND); // noch warten
383
                        }
384
                        break;
385
 
162 salvo 386
                case GPS_CMD_STOP: // Lageregelung beenden
190 salvo 387
                        cnt                             =       0;
388
                        GPS_Nick                =       0;
389
                        GPS_Roll                =       0;
390
                        gps_int_x               =       0;
391
                        gps_int_y               =       0;
162 salvo 392
                        gps_state       =       GPS_CRTL_IDLE;
158 salvo 393
                        return (GPS_STST_OK);
394
                        break;
395
 
396
                default:
397
                        return (GPS_STST_ERR);
398
                        break;
399
        }
400
 
401
        switch (gps_state)
402
        {      
403
                case GPS_CRTL_IDLE:
404
                        cnt             =       0;
405
                        return (GPS_STST_OK);
406
                        break;
407
 
224 salvo 408
                case GPS_CRTL_HOME_ACTIVE: // Rueckflug zur Basis
409
                //Der Sollwert des Lagereglers wird der Homeposition angenaehert
410
                        if (gps_rel_start_position.status >0)
411
                        {
412
                                if ((gps_updte_flag > 0) && (gps_sub_state !=GPS_HOME_FINISHED)) // nur wenn neue GPS Daten vorliegen und nicht schon alles fertig ist
413
                                {
414
                                        gps_tick++;
415
                                        int d1,d2,d3;
225 salvo 416
                                        d1      = abs (gps_rel_hold_position.utm_east - gps_rel_act_position.utm_east );
417
                                        d2      = abs (gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north );
224 salvo 418
                                        d3      = (dist_2home - (int)dist_flown); // Restdistanz zum Ziel       
419
 
241 salvo 420
                                        if (d3 > GPS_G2T_DIST_MAX_STOP)
224 salvo 421
                                        {
241 salvo 422
                                                hold_fast                               = 1; // Schnell Regeln
423
                                                hold_reset_int                  = 1; // Integrator ausschalten            
224 salvo 424
                                                if ((d1 < GPS_G2T_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_TOL)) //nur weiter wenn Lage innerhalb der Toleranz
225 salvo 425
                                                {
236 salvo 426
                                                        if (gps_g2t_act_v < GPS_G2T_V_MAX) gps_g2t_act_v++; //Geschwindigkeit langsam erhoehen
427
                                                        dist_flown                              += (long)gps_g2t_act_v; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
225 salvo 428
                                                        dist_frm_start_east             = (int)((dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000);
429
                                                        dist_frm_start_north    = (int)((dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000);
430
                                                        gps_rel_hold_position.utm_east = gps_rel_start_position.utm_east + dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
431
                                                        gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
241 salvo 432
                                                        gps_sub_state                   = GPS_HOME_FAST_IN_TOL;
224 salvo 433
                                                }
236 salvo 434
                                                else    //Den Lageregler in Ruhe arbeiten lassen weil ausserhalb der Toleranz
435
                                                {
241 salvo 436
/*                                                      if (gps_sub_state == GPS_HOME_FAST_IN_TOL) hold_reset_int = 1; //Integrator einmal am Beginn des normalen Regelns resetten
437
                                                        else hold_reset_int = 0;
438
*/                                                      if (gps_g2t_act_v > 0) gps_g2t_act_v--;
439
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_FAST_OUTOF_TOL;
236 salvo 440
                                                }
224 salvo 441
                                        }
442
                                        else   //Schon ziemlich nahe am Ziel, deswegen abbremsen
443
                                        {
444
                                                if ((d1 < GPS_G2T_TOL)  && (d2 < GPS_G2T_TOL)) //nur weiter wenn Lage innerhalb der Toleranz
445
                                                {
241 salvo 446
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_RMPDWN_IN_TOL;
225 salvo 447
                                                        if (d3 > GPS_G2T_DIST_HOLD)
224 salvo 448
                                                        {
236 salvo 449
                                                                if (gps_g2t_act_v < GPS_G2T_V_RAMP_DWN) gps_g2t_act_v++; //Geschwindigkeit langsam erhoehen
450
                                                                dist_flown                              += (long)gps_g2t_act_v; // Vorgabe der Strecke anhand der Geschwindigkeit
224 salvo 451
                                                                dist_frm_start_east             = (dist_flown * (long)sin_i(hdng_2home))/1000;
452
                                                                dist_frm_start_north    = (dist_flown * (long)cos_i(hdng_2home))/1000;
225 salvo 453
                                                                gps_rel_hold_position.utm_east  = gps_rel_start_position.utm_east + (int)dist_frm_start_east; //naechster Zielpunkt
224 salvo 454
                                                                gps_rel_hold_position.utm_north = gps_rel_start_position.utm_north + (int)dist_frm_start_north; //naechster Zielpunkt
455
                                                        }
225 salvo 456
                                                        else //Ziel fast erreicht, Jetzt noch Reste ausgleichen, weil Zielpunkt nicht exakt bestimmt werden konnte (Fehler in Winkelfkt) 
224 salvo 457
                                                        {
241 salvo 458
                                                                hold_fast               = 0; // Wieder normal regeln
459
                                                                hold_reset_int  = 0; // Integrator wieder aktivieren              
460
                                                                if (gps_rel_hold_position.utm_east > GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_east -= GPS_G2T_V_MIN;
461
                                                                else if (gps_rel_hold_position.utm_east < -GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_east += GPS_G2T_V_MIN;
462
                                                                if (gps_rel_hold_position.utm_north > GPS_G2T_V_MIN) gps_rel_hold_position.utm_north -= GPS_G2T_V_MIN;
463
                                                                else if (gps_rel_hold_position.utm_north < - GPS_G2T_V_MIN ) gps_rel_hold_position.utm_north += GPS_G2T_V_MIN;
464
                                                                if ((abs(gps_rel_hold_position.utm_east) <= GPS_G2T_V_MIN) && (abs(gps_rel_hold_position.utm_north) <=GPS_G2T_V_MIN))
465
                                                                {
466
                                                                        gps_rel_hold_position.utm_east  = 0;
467
                                                                        gps_rel_hold_position.utm_north = 0;
468
                                                                        gps_sub_state                                   = GPS_HOME_FINISHED;
469
                                                                }
224 salvo 470
                                                        }
236 salvo 471
                                                }
241 salvo 472
                                                else  
473
                                                {
474
                                                        gps_sub_state   = GPS_HOME_RMPDWN_OUTOF_TOL;   
236 salvo 475
                                                        if (gps_g2t_act_v > 0) gps_g2t_act_v--;
476
                                        }
224 salvo 477
                                        }                                              
478
                                        gps_state       = GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE; //Zwischensprung
479
                                        return (GPS_STST_OK);
480
                                }
481
                                else return (GPS_STST_OK);
482
                        }
483
                        else
484
                        {
485
                                gps_state       =       GPS_CRTL_IDLE;          //Abbruch       
486
                                return (GPS_STST_ERR);
487
                        }
488
                        break;
489
 
490
 
236 salvo 491
                case GPS_CRTL_HOLD_ACTIVE:  // Hier werden die Daten fuer Nick und Roll errechnet
224 salvo 492
                        if (gps_updte_flag >0)  // nur wenn neue GPS Daten vorliegen
158 salvo 493
                        {
494
                                gps_updte_flag = 0;
495
                                // ab hier wird geregelt
186 salvo 496
                                diff_east       = -dist_east;     //Alten Wert fuer Differenzier schon mal abziehen
497
                                diff_north      = -dist_north;
190 salvo 498
                                dist_east       = gps_rel_hold_position.utm_east  - gps_rel_act_position.utm_east;
184 salvo 499
                                dist_north      = gps_rel_hold_position.utm_north - gps_rel_act_position.utm_north;
162 salvo 500
                                int_east        += dist_east;
501
                                int_north   += dist_north;
167 salvo 502
                                diff_east       += dist_east;   // Differenz zur vorhergehenden East Position
503
                                diff_north      += dist_north;  // Differenz zur vorhergehenden North Position
224 salvo 504
/*
194 salvo 505
                                diff_east_f             = ((diff_east_f )/4) + (diff_east*3/4); //Differenzierer filtern       
506
                                diff_north_f    = ((diff_north_f)/4) + (diff_north*3/4); //Differenzierer filtern      
224 salvo 507
*/
236 salvo 508
                                #define GPSINT_MAX 30000 //neuer Wert ab 7.10.2007 Begrenzung 
162 salvo 509
                                if ((abs(int_east) > GPSINT_MAX) || (abs(int_north)> GPSINT_MAX)) //Bei zu hohem Wert Integrator auf Wert halten
510
                                {
511
                                        int_east        -= dist_east;
512
                                        int_north   -= dist_north;                                     
513
                                }
236 salvo 514
                                if (hold_reset_int > 0)  //Im Schnellen Mode Integrator abschalten
225 salvo 515
                                {
516
                                        int_east        = 0;   
517
                                        int_north       = 0;                                   
518
                                }
519
 
209 salvo 520
                                // Variable Verstarkung fuer Differenzierer ermitteln. Je weiter vom Ziel wir entfernt sind
521
                                // desto groesser wird der Faktor. Es gibt aber einen Maximalwert. Bei 0 ist die Verstaerkung immer 1
197 salvo 522
                                #define GPS_DIFF_MAX_V 20 //maximale Verstaerkung * 10
209 salvo 523
                                #define GPS_DIFF_MAX_D 30 //Entfernung bei der maximale Verstaerkung erreicht wird in 10cm
236 salvo 524
                                signed long dist,int_east1,int_north1;
197 salvo 525
                                int phi;
209 salvo 526
                                phi = arctan_i(abs(dist_north),abs(dist_east));
224 salvo 527
                                dist = get_dist(dist_east,dist_north,phi); //Zunaechst Entfernung zum Ziel ermitteln
528
 
197 salvo 529
                                diff_v = (int)((dist * (GPS_DIFF_MAX_V - 10)) / GPS_DIFF_MAX_D) +10; //Verstaerkung * 10
209 salvo 530
                                if (diff_v > GPS_DIFF_MAX_V) diff_v = GPS_DIFF_MAX_V; //begrenzen
241 salvo 531
//                              if (hold_fast > 0) diff_v = 10;  //im schnellen Modus schwache Wirkung des Differenzierers
161 salvo 532
 
236 salvo 533
                                //I Werte begrenzen
534
                                #define INT1_MAX (20 * GPS_V)
535
                                int_east1 =  ((((long)int_east)   * Parameter_UserParam2)/32);
536
                                int_north =  ((((long)int_north)  * Parameter_UserParam2)/32);
537
                                if (int_east1 > INT1_MAX) int_east1 =  INT1_MAX; //begrenzen
538
                                else if (int_east1 < -INT1_MAX) int_east1 =  -INT1_MAX;
539
                                if (int_north1 > INT1_MAX) int_north1 =  INT1_MAX; //begrenzen
540
                                else if (int_north1 < -INT1_MAX) int_north1 =  -INT1_MAX;
541
 
241 salvo 542
                                int diff_p;
543
                                if (hold_fast > 0) diff_p = 2;  //im schnellen Modus Proportionalanteil staerken
544
                                else diff_p = 1;
545
 
186 salvo 546
                                //PID Regler Werte aufsummieren
241 salvo 547
                                gps_reg_x = ((int)int_east1  + ((dist_east  * Parameter_UserParam1 * diff_p)/8)+ ((diff_east  * diff_v * Parameter_UserParam3)/10));  // I + P +D  Anteil X Achse
548
                                gps_reg_y = ((int)int_north1 + ((dist_north * Parameter_UserParam1 * diff_p)/8)+ ((diff_north * diff_v * Parameter_UserParam3)/10));  // I + P +D  Anteil Y Achse
159 salvo 549
 
186 salvo 550
                                //Ziel-Richtung bezogen auf Nordpol bestimmen
194 salvo 551
                                GPS_hdng_abs_2trgt = arctan_i(gps_reg_x,gps_reg_y);
159 salvo 552
 
186 salvo 553
                                // in Winkel 0...360 Grad umrechnen
161 salvo 554
                                if ((gps_reg_x >= 0)) GPS_hdng_abs_2trgt = ( 90-GPS_hdng_abs_2trgt);
162 salvo 555
                                else  GPS_hdng_abs_2trgt = (270 - GPS_hdng_abs_2trgt);
161 salvo 556
 
159 salvo 557
                                // Relative Richtung in bezug auf Nordachse des Kopters errechen
558
                                n= GyroKomp_Int/GYROKOMP_INC_GRAD_DEFAULT;
559
                                GPS_hdng_rel_2trgt      =       GPS_hdng_abs_2trgt - n;
167 salvo 560
                                if      ((GPS_hdng_rel_2trgt >180) && (GPS_hdng_abs_2trgt >=180)) GPS_hdng_rel_2trgt = GPS_hdng_rel_2trgt-360;
159 salvo 561
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt >180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 - GPS_hdng_rel_2trgt;
562
                                else if (GPS_hdng_rel_2trgt <-180)  GPS_hdng_rel_2trgt = 360 + GPS_hdng_rel_2trgt;
563
 
184 salvo 564
                                // Regelabweichung aus x,y zu Ziel in Distanz umrechnen 
160 salvo 565
                                if (abs(gps_reg_x) > abs(gps_reg_y) )
566
                                {
197 salvo 567
                                        dev = (long)gps_reg_x; //Groesseren Wert wegen besserer Genauigkeit nehmen
568
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) sin_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
160 salvo 569
                                }
570
                                else
571
                                {
197 salvo 572
                                        dev = (long)gps_reg_y;
573
                                        dev = abs((dev *1000) / (long) cos_i(GPS_hdng_abs_2trgt));
160 salvo 574
                                }
197 salvo 575
                                GPS_dist_2trgt  = (int) dev;
185 salvo 576
                                // Winkel und Distanz in Nick und Rollgroessen umrechnen
197 salvo 577
                                GPS_Roll = (int) +( (dev * (long) sin_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000);
578
                                GPS_Nick = (int) -( (dev * (long) cos_i(GPS_hdng_rel_2trgt))/1000);
190 salvo 579
 
184 salvo 580
                                if (GPS_Roll > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Roll = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
581
                                else if (GPS_Roll < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Roll = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
582
                                if (GPS_Nick > (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Nick = (GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
583
                                else if (GPS_Nick < -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V)) GPS_Nick = -(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V);
584
 
585
                                //Kleine Werte verstaerken, Grosse abschwaechen
186 salvo 586
                                n                       = sin_i((GPS_Roll*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
587
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
588
                                GPS_Roll        = (int) n_l;
185 salvo 589
                                n                       = sin_i((GPS_Nick*90)/(GPS_NICKROLL_MAX * GPS_V));
186 salvo 590
                                n_l                     = ((long) GPS_NICKROLL_MAX  * (long) n)/1000;
591
                                GPS_Nick        = (int) n_l;
184 salvo 592
 
593
                                if ((abs(dist_east) > GPS_DIST_MAX) || (abs(dist_north) > GPS_DIST_MAX))  // bei zu grossem Abstand abbrechen
594
                                {
595
                                        GPS_Roll        = 0;
596
                                        GPS_Nick        = 0;
597
                                        gps_state       = GPS_CRTL_IDLE;
186 salvo 598
                                        return (GPS_STST_ERR); 
599
                                        break;                                 
184 salvo 600
                                }
224 salvo 601
                                else
602
                                {
603
                                        if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
604
                                        return (GPS_STST_OK);
605
                                }
158 salvo 606
                        }
224 salvo 607
                        else
608
                        {
609
                                if ( cmd == GPS_CMD_REQ_HOME ) gps_state = GPS_CRTL_HOME_ACTIVE; // State umsetzen
610
                                return (GPS_STST_OK);
611
                        }
158 salvo 612
                        break;
613
 
614
                default:
224 salvo 615
                        gps_state = GPS_CRTL_IDLE;
158 salvo 616
                        return (GPS_STST_ERR);
617
                        break;
618
        }      
619
        return (GPS_STST_ERR);
620
 
621
}
622