1,30 → 1,310 |
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
// + Copyright (c) 04.2007 Holger Buss |
// + only for non-profit use |
// + www.MikroKopter.com |
// + see the File "License.txt" for further Informations |
// + Copyright (c) 10.2007 by Jochen Kromayer |
// + es handelt sich um eine Beta-Software, die zu nichtkommerziellen Zwecken frei veröffentlich und weitergegeben werden darf. Für evtl. |
// + Personen- und/der Sachschäden ist jegliche Haftung ausgeschlossen |
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
#include "main.h" |
|
//Sinusfunktion von 0° bis 359°. Ergebnis wurde mit 1024 multipliziert, damit als Definition platzsparend int |
//verwendet werden kann. D.h., es muss also in der späteren Berechnung noch durch 1024 dividiert werden //(051207Kr) |
const int c_sin[] = {0,18,36,54,71,89,107,125,143,160,178,195,213,230,248,265,282,299,316,333,350,367,384,400, |
416,433,449,465,481,496,512,527,543,558,573,587,602,616,630,644,658,672,685,698,711,724,737,749, |
761,773,784,796,807,818,828,839,849,859,868,878,887,896,904,912,920,928,935,943,949,956,962,968, |
974,979,984,989,994,998,1002,1005,1008,1011,1014,1016,1018,1020,1022,1023,1023,1024,1024,1024,1023,1023,1022,1020, |
1018,1016,1014,1011,1008,1005,1002,998,994,989,984,979,974,968,962,956,949,943,935,928,920,912,904,896, |
887,878,868,859,849,839,828,818,807,796,784,773,761,749,737,724,711,698,685,672,658,644,630,616, |
602,587,573,558,543,527,512,496,481,465,449,433,416,400,384,367,350,333,316,299,282,265,248,230, |
213,195,178,160,143,125,107,89,71,54,36,18,0,-18,-36,-54,-71,-89,-107,-125,-143,-160,-178,-195, |
-213,-230,-248,-265,-282,-299,-316,-333,-350,-367,-384,-400,-416,-433,-449,-465,-481,-496,-512,-527,-543,-558,-573,-587, |
-602,-616,-630,-644,-658,-672,-685,-698,-711,-724,-737,-749,-761,-773,-784,-796,-807,-818,-828,-839,-849,-859,-868,-878, |
-887,-896,-904,-912,-920,-928,-935,-943,-949,-956,-962,-968,-974,-979,-984,-989,-994,-998,-1002,-1005,-1008,-1011,-1014,-1016, |
-1018,-1020,-1022,-1023,-1023,-1024,-1024,-1024,-1023,-1023,-1022,-1020,-1018,-1016,-1014,-1011,-1008,-1005,-1002,-998,-994,-989,-984,-979, |
-974,-968,-962,-956,-949,-943,-935,-928,-920,-912,-904,-896,-887,-878,-868,-859,-849,-839,-828,-818,-807,-796,-784,-773, |
-761,-749,-737,-724,-711,-698,-685,-672,-658,-644,-630,-616,-602,-587,-573,-558,-543,-527,-512,-496,-481,-465,-449,-433, |
-416,-400,-384,-367,-350,-333,-316,-299,-282,-265,-248,-230,-213,-195,-178,-160,-143,-125,-107,-89,-71,-54,-36,-18}; |
|
//Cosinusfunktion von 0° bis 359°. Ergebnis wurde mit 1024 multipliziert, damit als Definition platzsparend int |
//verwendet werden kann. D.h., es muss also in der späteren Berechnung noch durch 1024 dividiert werden //(051207Kr) |
const int c_cos[] = {1024,1024,1023,1023,1022,1020,1018,1016,1014,1011,1008,1005,1002,998,994,989,984,979,974,968,962,956,949,943, |
935,928,920,912,904,896,887,878,868,859,849,839,828,818,807,796,784,773,761,749,737,724,711,698, |
685,672,658,644,630,616,602,587,573,558,543,527,512,496,481,465,449,433,416,400,384,367,350,333, |
316,299,282,265,248,230,213,195,178,160,143,125,107,89,71,54,36,18,0,-18,-36,-54,-71,-89, |
-107,-125,-143,-160,-178,-195,-213,-230,-248,-265,-282,-299,-316,-333,-350,-367,-384,-400,-416,-433,-449,-465,-481,-496, |
-512,-527,-543,-558,-573,-587,-602,-616,-630,-644,-658,-672,-685,-698,-711,-724,-737,-749,-761,-773,-784,-796,-807,-818, |
-828,-839,-849,-859,-868,-878,-887,-896,-904,-912,-920,-928,-935,-943,-949,-956,-962,-968,-974,-979,-984,-989,-994,-998, |
-1002,-1005,-1008,-1011,-1014,-1016,-1018,-1020,-1022,-1023,-1023,-1024,-1024,-1024,-1023,-1023,-1022,-1020,-1018,-1016,-1014,-1011,-1008,-1005, |
-1002,-998,-994,-989,-984,-979,-974,-968,-962,-956,-949,-943,-935,-928,-920,-912,-904,-896,-887,-878,-868,-859,-849,-839, |
-828,-818,-807,-796,-784,-773,-761,-749,-737,-724,-711,-698,-685,-672,-658,-644,-630,-616,-602,-587,-573,-558,-543,-527, |
-512,-496,-481,-465,-449,-433,-416,-400,-384,-367,-350,-333,-316,-299,-282,-265,-248,-230,-213,-195,-178,-160,-143,-125, |
-107,-89,-71,-54,-36,-18,0,18,36,54,71,89,107,125,143,160,178,195,213,230,248,265,282,299, |
316,333,350,367,384,400,416,433,449,465,481,496,512,527,543,558,573,587,602,616,630,644,658,672, |
685,698,711,724,737,749,761,773,784,796,807,818,828,839,849,859,868,878,887,896,904,912,920,928, |
935,943,949,956,962,968,974,979,984,989,994,998,1002,1005,1008,1011,1014,1016,1018,1020,1022,1023,1023,1024}; |
|
|
|
long Soll_Position_North = 0; |
long Soll_Position_East = 0; |
|
long GPS_Positionsabweichung_North = 0; |
long GPS_Positionsabweichung_East = 0; |
long GPS_Geschwindigkeit_North = 0; |
long GPS_Geschwindigkeit_East = 0; |
signed int GPS_StickSense = 15; |
long P_Einfluss_North = 0; |
long D_Einfluss_North = 0; |
long P_Einfluss_East = 0; |
long D_Einfluss_East = 0; |
|
signed int GPS_North = 0; |
signed int GPS_East = 0; |
signed int GPS_Nick = 0; |
signed int GPS_Roll = 0; |
long GpsAktuell_X = 0; |
long GpsAktuell_Y = 0; |
long GpsZiel_X = 0; |
long GpsZiel_Y = 0; |
|
void GPS_Neutral(void) |
{ |
GpsZiel_X = GpsAktuell_X; |
GpsZiel_Y = GpsAktuell_Y; |
} |
|
void GPS_BerechneZielrichtung(void) |
volatile char gethome = 0; //Flag ob GPS_Home_Position gelernt ist //(280807Kr) |
long GPS_Home_North = 0; |
long GPS_Home_East = 0; |
|
unsigned char blinkcount_LED2 = 0; //Hilfszähler für die blinkende LED (010907Kr) |
|
#define GPS_Limit 35 //(031207Kr) |
#define Limit_D_Anteil 30 //(031207Kr) |
|
|
|
//**************************** MIRCOS DEFINITIONSANFANG FÜR DIE FILTERUNG |
// Filterung der GPS Messwerte vom Ublox-Empfänger. Es wird der gleitende Durchschnitt aus n Messwerten gebildet |
|
#define MITTELWERTZAHL 8 // Anzahl der Messwerte fuer gleitenden Mittelwert |
volatile char NeuerMittelwert = 0; //Flag ob ein neuer Mittelwert vorliegt, der mit GPS Frequenz berechnet wird, da nur dann neue Messwerte vom GPS vorliegen |
volatile unsigned char FilterPos = 0; |
volatile long NORTH_MITTEL = 0; |
volatile long EAST_MITTEL = 0; |
volatile long long NORTH_LONG_LONG = 0; |
volatile long long EAST_LONG_LONG = 0; |
volatile int filterfilled = 0; |
|
typedef struct { |
|
long NORTH[MITTELWERTZAHL]; |
|
} FILTER_NORTH; // Filterdefinition für die Positions-Nordwerte aus dem GPS-Empfänger |
|
typedef struct { |
|
long EAST[MITTELWERTZAHL]; |
|
} FILTER_EAST; // Filterdefinition für die Positions-Ostwerte aus dem GPS-Empfänger |
|
FILTER_NORTH filter_north; |
FILTER_EAST filter_east; |
|
//**************************** MIRCOS DEFINITIONSENDE FÜR DIE FILTERUNG |
|
|
void gps_main(void) |
{ |
GPS_Nick = 0; |
GPS_Roll = 0; |
} |
|
//**************************** MIRCOS FILTERUNG ANFANG |
//bilde neuen Positionsmittelwert, wenn 3D-Fix und neue GPS-Daten vorliegen |
// if(actualPos.GPSFix == 3 && newData_navPosUtm == 1) |
if(actualPos.GPSFix == 3) // hier umkommentieren, wenn dauernd (also nicht nur mit der GPS-Updaterate) die GPS-Berechnung durchgeführt werden soll |
|
{ |
|
filter_north.NORTH[FilterPos] = actualPos.northing; |
filter_east.EAST[FilterPos] = actualPos.easting; |
FilterPos++; |
if (FilterPos==MITTELWERTZAHL) FilterPos=0; |
|
if (filterfilled<MITTELWERTZAHL) filterfilled++; |
|
NORTH_LONG_LONG = 0; |
EAST_LONG_LONG = 0; |
for (int i=0; i<filterfilled; i++) |
{ |
NORTH_LONG_LONG += filter_north.NORTH[i]; |
EAST_LONG_LONG += filter_east.EAST[i]; |
} |
NORTH_LONG_LONG /= filterfilled; |
EAST_LONG_LONG /= filterfilled; |
|
NORTH_MITTEL = NORTH_LONG_LONG; |
EAST_MITTEL = EAST_LONG_LONG; |
|
NeuerMittelwert = 1; |
newData_navPosUtm = 0; |
} |
//******************************* MIRCOS FILTERUNG ENDE |
|
|
|
|
//wenn kein 3D-Fix vorhanden, über das Poti jedoch irgendeine GPS Funktion aktiv ist, werden die GPS-Steuerbefehle |
//auf Null gesetzt, um unkontrolliertes Wegfliegen durch das GPS zu verhindern. Dadurch wird abgesichert |
//(auch im laufenden Flug), dass bei einem Verlust der GPS-Verbindung GPS deaktivert wird |
if (actualPos.GPSFix < 3 && Poti3 > 70) |
{ |
GPS_Nick = 0; |
GPS_Roll = 0; |
LED2_OFF; |
beeptime = 50; |
} |
|
|
|
// speichert die GPS_Home_Position beim 3D-Fix, MotorEINschalten und wenn noch nicht zu weit weggeflogen wurde |
// (modell_fliegt_gps < 2000) einmalig ab. Die Flugzeitabfrage sichert ab, dass bei einem Losfliegen ohne 3D-Fix die Home_Positinen |
// irgendwann später dort gelernt werden, wo dann zu ersten mal ein 3D-Fix vorhanden ist |
if (actualPos.GPSFix == 3 && MotorenEin == 1 && gethome == 0 && modell_fliegt_gps < 2000) |
{ |
GPS_Home_North = NORTH_MITTEL; |
GPS_Home_East = EAST_MITTEL; |
// Muss hier auch eingelernt werden, damit falls das Poti3 beim Motorenstarten in |
// Mittelstellung sein sollte, trotzdem schon eine Sollposition vorliegt. Andernfalls würde |
// GPS_Nick und _Roll maximal werden bis zum ersten Mal Stick_Nick und _Roll gesteuert würde |
Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
beeptime = 50; |
gethome = 1; |
} |
|
|
|
|
//löscht die GPS_Home_Position beim MotorAUSschalten wieder und resetet das Flag gethome //(280807Kr) |
if (MotorenEin == 0) |
{ |
GPS_Home_North = 0; |
GPS_Home_East = 0; |
gethome = 0; |
modell_fliegt_gps = 0; |
} |
|
|
|
|
// wenn Schalter ausgeschaltet, dann wird die LED2 ausgeschaltet und das GPS Steuerkommando gelöscht |
if(Poti3 < 70) |
{ |
// Sollpositionen müssen auch hier beschrieben werden, damit ausgeschlossen ist, dass falls gelandet wird und die GPS-Funktion |
// über Poti3 deaktivert und anschließend wieder aktiviert wird keine Soll-Positionen vorliegen. |
Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
|
GPS_Nick = 0; |
GPS_Roll = 0; |
LED2_OFF; |
//hierdurch soll verhindert werden, dass wenn nach schonmal aktiver GPS Funktion (und damit 3D-fix) der GPS-Empfänger |
//abgezogen werden sollte weiterhin ein 3D-fix angezeigt wird. Grund ist, dass in diesem Fall in der UART.c nach einem |
//Abziehen der Status nicht mehr auf Null zurückgesetzt wird. Dies geschied nun beim Ausschalten der GPS-Funktion. |
//Sie ist dann ohne erneuten 3D-Fix nicht mehr aktivierbar. (111107Kr) |
actualPos.GPSFix = 0; |
} |
|
|
// wenn 3D-Fix, Schalter im mittleren Bereich und vom Pilot gesteuert wird, wird ständig neue GPS-Sollposition eingelernt |
if(actualPos.GPSFix == 3 && Poti3 > 70 && Poti3 < 150 && (StickNick > GPS_StickSense || StickNick < -GPS_StickSense || StickRoll > GPS_StickSense || StickRoll < -GPS_StickSense)) |
{ |
GPS_Nick = 0; //wird genullt, damit das letzte GPS Kommando nicht ständig gegen den Piloten ansteuert |
GPS_Roll = 0; //wird genullt, damit das letzte GPS Kommando nicht ständig gegen den Piloten ansteuert |
|
Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; // Soll-Position wird geschrieben |
Soll_Position_East = EAST_MITTEL; // Soll-Position wird geschrieben |
|
//++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
//Sorgt lediglich dafür, dass die LED2 langsam blinkt. Dauer ist durch die "> x" Abfrage festgelegt |
//++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
if(blinkcount_LED2 >= 200) // maximal erlaubt 255 wegen unsigned char |
{ |
LED2_FLASH; |
blinkcount_LED2 = 0; |
} |
blinkcount_LED2++; |
//++++++++++++++++++++++++++++++++++++ |
} |
|
|
// wenn 3D-Fix, Schalter im mittleren Bereich (oder höher), neuer Mittelwert vorhanden, wenigstens einmal Sollposition gelernt und der Pilot nicht selbst steuert wird eine GPS-Funktion aktiviert |
if (actualPos.GPSFix == 3 && Poti3 > 70 && NeuerMittelwert == 1 && Soll_Position_North != 0 && Soll_Position_East != 0 && StickNick <= GPS_StickSense && StickNick >= -GPS_StickSense && StickRoll <= GPS_StickSense && StickRoll >= -GPS_StickSense) |
{ |
//Berechnung der GPS-Positionsabweichung je nach aktivierter GPS-Funktion (GPS_HOLD oder HOMING) |
|
//DYNAMISCHES GPS-HOLD, wenn Schalter noch in Mittelstellung ist wird die zuletzt gelernte Soll_Position angeflogen |
if(Poti3 < 150) |
{ |
GPS_Positionsabweichung_North = (Soll_Position_North - NORTH_MITTEL); |
GPS_Positionsabweichung_East = (Soll_Position_East - EAST_MITTEL); |
LED2_ON; |
} |
|
//andernfalls, wenn Schalter in max. Stellung und zusätzlich die GPS_Home_Positionen beim Motorenstarten gelernt |
//werden konnten, wird zur GPS_Home_Position geflogen |
if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North != 0 && GPS_Home_East != 0) |
{ |
GPS_Positionsabweichung_North = (GPS_Home_North - NORTH_MITTEL); |
GPS_Positionsabweichung_East = (GPS_Home_East - EAST_MITTEL); |
// durch das ständige Neulernen der Soll_Positionen während HOMING wird erreicht, dass der MK nach dem Umschalten |
// von HOMING zurück zu GPS-HOLD nicht wieder an die alte Soll_Position zurück fliegt |
Soll_Position_North = NORTH_MITTEL; |
Soll_Position_East = EAST_MITTEL; |
LED2_ON; |
} |
|
//verhindert, dass beim Umschalten von Mittelstellung (GPS_HOLD) auf Maximalstellung (HOMING) OHNE gelernte Homeposition |
//die GPS Funktion unkontrolliert steuert. Daher wird GPS_HOLD aktiv gehalten, die Sollpositon wird bei Stickbefehlen |
//jedoch nicht wie beim dynamischen GPS_HOLD überschrieben. Zusätzlich wird der Summer eingeschaltet. |
if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North == 0 && GPS_Home_East == 0) |
{ |
GPS_Positionsabweichung_North = (Soll_Position_North - NORTH_MITTEL); |
GPS_Positionsabweichung_East = (Soll_Position_East - EAST_MITTEL); |
LED2_ON; |
beeptime = 50; |
} |
|
//GPS-Geschwindigkeiten |
GPS_Geschwindigkeit_North = actualPos.velNorth; //actualPos.velNorth ist die Geschwindigkeiten aus dem GPS Empfänger entlang der Nord-Süd Richtung |
GPS_Geschwindigkeit_East = actualPos.velEast; //actualPos.velEast ist die Geschwindigkeiten aus dem GPS Empfänger entlang der Ost-West Richtung |
|
|
//Berechnung der Einzelkomponenten des PD-Reglers |
P_Einfluss_North = (P_GPS_Verstaerkung * GPS_Positionsabweichung_North) / 2048; |
D_Einfluss_North = (D_GPS_Verstaerkung * GPS_Geschwindigkeit_North) / 256; |
|
P_Einfluss_East = (P_GPS_Verstaerkung * GPS_Positionsabweichung_East) / 2048; |
D_Einfluss_East = (D_GPS_Verstaerkung * GPS_Geschwindigkeit_East) / 256; |
|
|
// Begrenzung des maximalen D-Anteils für pos. und neg. Werte. Grenze muss so geählt werden, |
// dass das Limit im normalen Position-Hold nicht erreicht wird und somit keinen Einfluss hat. |
// Grund: Beim Zufliegen auf weiter entfernte Ziele bremst der D-Anteil kurz vor dem Ziel den Mikrokopter sehr stark ab. |
// Dieses Limit wirkt nur, wenn sich der MK im HOMING Modus befindet und sich noch weit (>5m) von der Home-Position weg befindet. |
if (Poti3 >= 150 && GPS_Home_North != 0 && GPS_Home_East != 0 && (abs(GPS_Positionsabweichung_North) > 500 || abs(GPS_Positionsabweichung_East) > 500)) |
{ |
if (D_Einfluss_North > Limit_D_Anteil) D_Einfluss_North = Limit_D_Anteil; |
if (D_Einfluss_East > Limit_D_Anteil) D_Einfluss_East = Limit_D_Anteil; |
if (D_Einfluss_North < -1 * Limit_D_Anteil) D_Einfluss_North = -1 * Limit_D_Anteil; |
if (D_Einfluss_East < -1 * Limit_D_Anteil) D_Einfluss_East = -1 * Limit_D_Anteil; |
} |
|
// PD-Regler |
GPS_North = (-P_Einfluss_North + D_Einfluss_North); |
GPS_East = (P_Einfluss_East - D_Einfluss_East); |
|
//Umrechnen vom globalen North- bzw. East- in das körperfeste X- bzw. Y- Koordinatensystem |
GPS_Nick = ((c_cos[KompassValue]*GPS_North)/1024 - (c_sin[KompassValue]*GPS_East)/1024); |
GPS_Roll = ((c_cos[KompassValue]*GPS_East)/1024 + (c_sin[KompassValue]*GPS_North)/1024); |
|
// Begrenzung des maximalen GPS Einflusses für positive und negative Werte |
if (GPS_Nick > GPS_Limit) GPS_Nick = GPS_Limit; |
if (GPS_Roll > GPS_Limit) GPS_Roll = GPS_Limit; |
if (GPS_Nick < -1 * GPS_Limit) GPS_Nick = -1 * GPS_Limit; |
if (GPS_Roll < -1 * GPS_Limit) GPS_Roll = -1 * GPS_Limit; |
|
//Funktion wird dadurch nur alle 250 ms aufgerufen, wenn neue Mittelwerte aus den GPS-Daten vorliegen. |
//FUNKTIONIERT MOMENTAN NOCH NICHT, DA STÄNDIG OHNE UNTERBRECHUNG NEUE MITTELWERTE BERECHNET WERDEN. |
//GRUND: DIE ABFRAGE NACH NEUE GPS-DATEN ERFOLGT NOCH NICHT |
NeuerMittelwert = 0; |
} |
} |
|