WebSVN - NaviCtrl - Diff - Rev 131 and 133


/*#######################################################################################*/
/*#######################################################################################*/
 
// IMPORTANT NOTE:
 
// This is only a dummy implementation for errorfree compiling of the NaviCtrl sources.
 
// The GPS navigation routines are NOT included !
 
/*#######################################################################################*/
/*#######################################################################################*/
/* !!! THIS IS NOT FREE SOFTWARE !!!                                                     */
/*#######################################################################################*/
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Copyright (c) 2008 Ingo Busker, Holger Buss
// + Nur für den privaten Gebrauch
// + FOR NON COMMERCIAL USE ONLY
// + www.MikroKopter.com
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Es gilt für das gesamte Projekt (Hardware, Software, Binärfiles, Sourcecode und Dokumentation),
// + dass eine Nutzung (auch auszugsweise) nur für den privaten (nicht-kommerziellen) Gebrauch zulässig ist.
// + Sollten direkte oder indirekte kommerzielle Absichten verfolgt werden, ist mit uns (info@mikrokopter.de) Kontakt
// + bzgl. der Nutzungsbedingungen aufzunehmen.
// + Eine kommerzielle Nutzung ist z.B.Verkauf von MikroKoptern, Bestückung und Verkauf von Platinen oder Bausätzen,
// + Verkauf von Luftbildaufnahmen, usw.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Werden Teile des Quellcodes (mit oder ohne Modifikation) weiterverwendet oder veröffentlicht,
// + unterliegen sie auch diesen Nutzungsbedingungen und diese Nutzungsbedingungen incl. Copyright müssen dann beiliegen
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Sollte die Software (auch auszugesweise) oder sonstige Informationen des MikroKopter-Projekts
// + auf anderen Webseiten oder sonstigen Medien veröffentlicht werden, muss unsere Webseite "http://www.mikrokopter.de"
// + eindeutig als Ursprung verlinkt werden
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Keine Gewähr auf Fehlerfreiheit, Vollständigkeit oder Funktion
// + Benutzung auf eigene Gefahr
// + Wir übernehmen keinerlei Haftung für direkte oder indirekte Personen- oder Sachschäden
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Die PORTIERUNG der Software (oder Teile davon) auf andere Systeme (ausser der Hardware von www.mikrokopter.de) ist nur
// + mit unserer Zustimmung zulässig
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Die Funktion printf_P() unterliegt ihrer eigenen Lizenz und ist hiervon nicht betroffen
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
// + Redistributions of source code (with or without modifications) must retain the above copyright notice,
// + this list of conditions and the following disclaimer.
// +   * Neither the name of the copyright holders nor the names of contributors may be used to endorse or promote products derived
// +     from this software without specific prior written permission.
// +   * The use of this project (hardware, software, binary files, sources and documentation) is only permitted
// +     for non-commercial use (directly or indirectly)
// +     Commercial use (for excample: selling of MikroKopters, selling of PCBs, assembly, ...) is only permitted
// +     with our written permission
// +   * If sources or documentations are redistributet on other webpages, out webpage (http://www.MikroKopter.de) must be
// +     clearly linked as origin
// +   * PORTING this software (or part of it) to systems (other than hardware from www.mikrokopter.de) is NOT allowed
//
// +  THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
// +  AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
// +  IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
// +  ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
// +  LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
// +  CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
// +  SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
// +  INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
// +  CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
// +  ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
// +  POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
// ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include "91x_lib.h"
#include "main.h"
#include "uart1.h"
#include "GPS.h"
#include "timer1.h"
#include "spi_slave.h"
#include "waypoints.h"
#include "i2c.h"
 
 
#define M_PI_180        (M_PI / 180.0f)
#define GPS_UPDATETIME_MS 200           // 200ms is 5 Hz
typedef enum
{
        GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF,
        GPS_FLIGHT_MODE_FREE,
        GPS_FLIGHT_MODE_AID,
        GPS_FLIGHT_MODE_WAYPOINT
} GPS_FlightMode_t;
 
typedef struct
{
        float Gain;
        float P;
        float I;
        float D;
        float A;
        float ACC;
        s32 P_Limit;
        s32 I_Limit;
        s32 D_Limit;
        s32 PID_Limit;
        u32 BrakingDuration;
        u8 MinSat;
        s8 StickThreshold;
        float WindCorrection;
        float SpeedCompensation;
        s32 OperatingRadius;
        GPS_FlightMode_t  FlightMode;
} __attribute__((packed)) GPS_Parameter_t;
 
typedef struct
{
        u8  Status; // invalid, newdata, processed
        s32 North;              // in cm
        s32 East;               // in cm
        s32 Bearing;    // in deg
        s32 Distance;   // in cm
} __attribute__((packed)) GPS_Deviation_t;
GPS_Deviation_t CurrentTargetDeviation;         // Deviation from Target
GPS_Deviation_t CurrentHomeDeviation;           // Deviation from Home
GPS_Deviation_t TargetHomeDeviation;            // Deviation from Target to Home
 
GPS_Stick_t             GPS_Stick;
GPS_Parameter_t GPS_Parameter;
 
// the gps reference positions
GPS_Pos_t GPS_HoldPosition      = {0,0,0, INVALID};                     // the hold position
GPS_Pos_t GPS_HomePosition      = {0,0,0, INVALID};                     // the home position
GPS_Pos_t * GPS_pTargetPosition = NULL;                             // pointer to the actual target position
u32 GPS_TargetRadius = 0;                                                               // catch radius for target area
Waypoint_t* GPS_pWaypoint = NULL;                                               // pointer to the actual waypoint
 
//-------------------------------------------------------------
// Update GPSParamter
void GPS_UpdateParameter(void)
{
        #define SWITCH_DELAY 500
        static u32 SwitchDelay = 0;
        static GPS_FlightMode_t FlightMode_Old = GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF;
 
        // in case of bad receiving conditions
        if(FC.RC_Quality < 100)
        {       // set fixed parameter
                GPS_Parameter.FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_WAYPOINT;
                GPS_Parameter.Gain      = (float) 100;
                GPS_Parameter.P         = (float) 90;
                GPS_Parameter.I         = (float) 90;
                GPS_Parameter.D         = (float) 90;
                GPS_Parameter.A         = (float) 90;
                GPS_Parameter.ACC       = (float) 0;
                GPS_Parameter.P_Limit = 90;
                GPS_Parameter.I_Limit = 90;
                GPS_Parameter.D_Limit = 90;
                GPS_Parameter.PID_Limit = 200;
                GPS_Parameter.BrakingDuration = 0;
                GPS_Parameter.SpeedCompensation = (float) 30;
                GPS_Parameter.MinSat = 6;
                GPS_Parameter.StickThreshold = 8;
                GPS_Parameter.WindCorrection = 0.0;
                GPS_Parameter.OperatingRadius = 0; // forces the aircraft to fly to home positon
 
        }
        else
        {
                // update parameter from FC
                if(StopNavigation) GPS_Parameter.FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_FREE;
                else
                {
                        if(Parameter.NaviGpsModeControl <  50)
                        {
                                if(FlightMode_Old == GPS_FLIGHT_MODE_FREE) SetDelay(SWITCH_DELAY);     
                                if(CheckDelay(SwitchDelay))
                                {      
                                        GPS_Parameter.FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_FREE;
                                        NCFlags &= ~(NC_FLAG_PH | NC_FLAG_CH);
                                        NCFlags |= NC_FLAG_FREE;
                                }
                        }
                        else if(Parameter.NaviGpsModeControl < 180)
                        {
                                if(FlightMode_Old == GPS_FLIGHT_MODE_AID) SetDelay(SWITCH_DELAY);
                                if(CheckDelay(SwitchDelay))
                                {
                                        GPS_Parameter.FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_AID;
                                        NCFlags &= ~(NC_FLAG_FREE | NC_FLAG_CH);
                                        NCFlags |= NC_FLAG_PH;
                                }
                        }
                        else
                        {
                                if(FlightMode_Old == GPS_FLIGHT_MODE_WAYPOINT) SetDelay(SWITCH_DELAY);
                                if(CheckDelay(SwitchDelay))
                                {
                                        GPS_Parameter.FlightMode = GPS_FLIGHT_MODE_WAYPOINT;
                                        NCFlags &= ~(NC_FLAG_FREE | NC_FLAG_PH);
                                        NCFlags |= NC_FLAG_CH;
                                }
                        }
                }
                GPS_Parameter.Gain      = (float)Parameter.NaviGpsGain;
                GPS_Parameter.P         = (float)Parameter.NaviGpsP;
                GPS_Parameter.I         = (float)Parameter.NaviGpsI;
                GPS_Parameter.D         = (float)Parameter.NaviGpsD;
                GPS_Parameter.A         = (float)Parameter.NaviGpsD;
                GPS_Parameter.ACC       = (float)Parameter.NaviGpsACC;
                GPS_Parameter.P_Limit = (s32)Parameter.NaviGpsPLimit;
                GPS_Parameter.I_Limit = (s32)Parameter.NaviGpsILimit;
                GPS_Parameter.D_Limit = (s32)Parameter.NaviGpsDLimit;
                GPS_Parameter.PID_Limit = 2* (u32)Parameter.NaviAngleLimitation;
                GPS_Parameter.BrakingDuration = (u32)Parameter.NaviPH_LoginTime;
                GPS_Parameter.SpeedCompensation = (float)Parameter.NaviSpeedCompensation;
                GPS_Parameter.MinSat = (u8)Parameter.NaviGpsMinSat;
                GPS_Parameter.StickThreshold = (s8)Parameter.NaviStickThreshold;
                GPS_Parameter.WindCorrection = (float)Parameter.NaviWindCorrection;
                GPS_Parameter.OperatingRadius = (s32)Parameter.NaviOperatingRadius * 100; // conversion of m to cm
        }
        // FlightMode changed?
        if(GPS_Parameter.FlightMode != FlightMode_Old)
        {
                BeepTime = 200; // beep to indicate that mode has been switched
                NCFlags &= ~NC_FLAG_TARGET_REACHED;
                // if the mode has changed to free
                if(GPS_Parameter.FlightMode == GPS_FLIGHT_MODE_FREE) WPList_Clear(); // clear WPList if mode has changed to Free
        }
        FlightMode_Old = GPS_Parameter.FlightMode;
}
 
//-------------------------------------------------------------
// This function defines a good GPS signal condition
u8 GPS_IsSignalOK(void)
{
        if( (GPSData.Status != INVALID) && (GPSData.SatFix == SATFIX_3D) &&  (GPSData.NumOfSats >= GPS_Parameter.MinSat)) return(1);
        else return(0);
}
 
//------------------------------------------------------------
// Checks for manual control action
u8 GPS_IsManuallyControlled(void)
{
        if( ( (abs(FC.StickNick) > GPS_Parameter.StickThreshold) || (abs(FC.StickRoll) > GPS_Parameter.StickThreshold)) && (GPS_Parameter.StickThreshold > 0) && (FC.RC_Quality > 150) )
        {
                NCFlags |= NC_FLAG_MANUAL_CONTROL;
                return(1);
        }
        else
        {
                NCFlags &= ~NC_FLAG_MANUAL_CONTROL;
                return(0);
        }
}
 
//------------------------------------------------------------
// copy GPS position from source position to target position
u8 GPS_CopyPosition(GPS_Pos_t * pGPSPosSrc, GPS_Pos_t* pGPSPosTgt)
{
        u8 retval = 0;
        if((pGPSPosSrc == NULL) || (pGPSPosTgt == NULL)) return(retval);        // bad pointer
        // copy only valid positions
        if(pGPSPosSrc->Status != INVALID)
        {
                // if the source GPS position is not invalid
                pGPSPosTgt->Longitude   = pGPSPosSrc->Longitude;
                pGPSPosTgt->Latitude    = pGPSPosSrc->Latitude;
                pGPSPosTgt->Altitude    = pGPSPosSrc->Altitude;
                pGPSPosTgt->Status              = NEWDATA; // mark data in target position as new
                retval = 1;
        }
        return(retval);
}
 
//------------------------------------------------------------
// clear position data
u8 GPS_ClearPosition(GPS_Pos_t * pGPSPos)
{
        u8 retval = FALSE;
        if(pGPSPos == NULL) return(retval);     // bad pointer
        else
        {
                pGPSPos->Longitude      = 0;
                pGPSPos->Latitude       = 0;
                pGPSPos->Altitude       = 0;
                pGPSPos->Status         = INVALID;
                retval = TRUE;
        }
        return (retval);
}
 
 
//------------------------------------------------------------
void GPS_Neutral(void)
{
        GPS_Stick.Nick  = 0;
        GPS_Stick.Roll  = 0;
        GPS_Stick.Yaw   = 0;
}
 
//------------------------------------------------------------
void GPS_Init(void)
{
        UART1_PutString("\r\n GPS init...");
        UBX_Init();
        GPS_Neutral();
        GPS_ClearPosition(&GPS_HoldPosition);
        GPS_ClearPosition(&GPS_HomePosition);
        GPS_pTargetPosition = NULL;
        WPList_Init();
        GPS_pWaypoint = WPList_Begin();
        GPS_UpdateParameter();
        UART1_PutString("ok");
}
 
//------------------------------------------------------------
// calculate the bearing to target position from its deviation
s32 DirectionToTarget_N_E(float northdev, float eastdev)
{
        s32 bearing;
        bearing = (s32)(atan2(northdev, eastdev) / M_PI_180);
        bearing = (270L - bearing)%360L;
        return(bearing);
}
 
 
//------------------------------------------------------------
// Rescale xy-vector length if length limit is violated
// returns vector len after scaling
s32 GPS_LimitXY(s32 *x, s32 *y, s32 limit)
{
        s32 dist;
 
        dist = (s32)hypot(*x,*y);       // the length of the vector
        if (dist > limit)
        // if vector length is larger than the given limit
        {       // scale vector compontents so that the length is cut off to limit
                *x = (s32)(( (double)(*x) * (double)limit ) / (double)dist);
                *y = (s32)(( (double)(*y) * (double)limit ) / (double)dist);
                dist = limit;
        }
        return(dist);
}
 
//------------------------------------------------------------
// transform the integer deg into float radians
inline double RadiansFromGPS(s32 deg)
{
  return ((double)deg * 1e-7f * M_PI_180); // 1E-7 because deg is the value in ° * 1E7
}
 
//------------------------------------------------------------
// transform the integer deg into float deg
inline double DegFromGPS(s32 deg)
{
  return ((double)deg  * 1e-7f); // 1E-7 because deg is the value in ° * 1E7
}
 
//------------------------------------------------------------
// calculate the deviation from the current position to the target position
u8 GPS_CalculateDeviation(GPS_Pos_t * pCurrentPos, GPS_Pos_t * pTargetPos, GPS_Deviation_t* pDeviationFromTarget)
{
        double temp1, temp2;
        // if given pointer is NULL
        if((pCurrentPos == NULL) || (pTargetPos == NULL)) goto baddata;
        // if positions are invalid
        if((pCurrentPos->Status == INVALID) || (pTargetPos->Status == INVALID)) goto baddata;
 
        // The deviation from the current to the target position along north and east direction is
        // simple the lat/lon difference. To convert that angular deviation into an
        // arc length the spherical projection has to be considered.
        // The mean earth radius is 6371km. Therfore the arc length per latitude degree
        // is always 6371km * 2 * Pi / 360deg =  111.2 km/deg.
        // The arc length per longitude degree depends on the correspondig latitude and
        // is 111.2km * cos(latitude).
 
        // calculate the shortest longitude deviation from target
        temp1 = DegFromGPS(pCurrentPos->Longitude) - DegFromGPS(pTargetPos->Longitude);
        // outside an angular difference of -180 deg ... +180 deg its shorter to go the other way around
        // In our application we wont fly more than 20.000 km but along the date line this is important.
        if(temp1 > 180.0f) temp1 -= 360.0f;
        else if (temp1 < -180.0f) temp1 += 360.0f;
        temp1 *= cos((RadiansFromGPS(pTargetPos->Latitude) + RadiansFromGPS(pCurrentPos->Latitude))/2);
        // calculate latitude deviation from target
        // this is allways within -180 deg ... 180 deg
        temp2 = DegFromGPS(pCurrentPos->Latitude) - DegFromGPS(pTargetPos->Latitude);
        // deviation from target position in cm
        // i.e. the distance to walk from the target in northern and eastern direction to reach the current position
 
        pDeviationFromTarget->Status = INVALID;
        pDeviationFromTarget->North = (s32)(11119492.7f * temp2);
        pDeviationFromTarget->East  = (s32)(11119492.7f * temp1);
        // If the position deviation is small enough to neglect the earth curvature
        // (this is for our application always fulfilled) the distance to target
        // can be calculated by the pythagoras of north and east deviation.
        pDeviationFromTarget->Distance = (s32)(11119492.7f * hypot(temp1, temp2));
        if (pDeviationFromTarget->Distance == 0L) pDeviationFromTarget->Bearing = 0L;
        else pDeviationFromTarget->Bearing = DirectionToTarget_N_E(temp2, temp1);
        pDeviationFromTarget->Status = NEWDATA;
        return TRUE;
 
        baddata:
        pDeviationFromTarget->North     = 0L;
        pDeviationFromTarget->East              = 0L;
        pDeviationFromTarget->Distance  = 0L;
        pDeviationFromTarget->Bearing   = 0L;
        pDeviationFromTarget->Status = INVALID;
        return FALSE;
}
 
//------------------------------------------------------------
void GPS_Navigation(void)
{
        static u32 beep_rythm;
        static u32 GPSDataTimeout = 0;
        float compassheading, sin_h, cos_h;
 
        // pointer to current target position
        static GPS_Pos_t * pTargetPositionOld = NULL;
        static Waypoint_t* GPS_pWaypointOld = NULL;
 
        static GPS_Pos_t RangedTargetPosition = {0,0,0, INVALID};               // the limited target position, this is derived from the target position with repect to the operating radius
        static s32 OperatingRadiusOld = -1;
        static u32 WPTime = 0;
 
 
 
        // get current heading from the FC gyro compass heading
        if(abs(FC.StickYaw) > 20 || FromFlightCtrl.GyroHeading > 3600) compassheading = (float)I2C_Heading.Heading * M_PI_180;
        else compassheading = ((float)FromFlightCtrl.GyroHeading * M_PI_180) / 10.0;
 
        sin_h = sin(compassheading);
        cos_h = cos(compassheading);
 
 
        //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
        //+ Check for new data from GPS-receiver
        //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
        switch(GPSData.Status)
        {
                case INVALID: // no gps data available
                        // do nothing
                        GPS_Parameter.PID_Limit = 0; // disables PID output
                        break;
 
                case PROCESSED: // the current data have been allready processed
                        // if no new data are available within the timeout switch to invalid state.
                        if(CheckDelay(GPSDataTimeout)) GPSData.Status = INVALID;
                        // wait for new gps data
                        break;
 
                case NEWDATA: // handle new gps data
 
                // update GPS Parameter from FC-Data via SPI interface
                GPS_UpdateParameter();
 
                        // wait maximum of 3 times the normal data update time before data timemout
                        GPSDataTimeout = SetDelay(3 * GPS_UPDATETIME_MS);
                        beep_rythm++;
 
                        // debug
                        DebugOut.Analog[21] = (s16)GPSData.Speed_North;
                        DebugOut.Analog[22] = (s16)GPSData.Speed_East;
                        DebugOut.Analog[31] = (s16)GPSData.NumOfSats;
 
                        // If GPS signal condition is sufficient for a reliable position measurement
                        if(GPS_IsSignalOK())
                        {
                                // update home deviation info
                                GPS_CalculateDeviation(&(GPSData.Position), &GPS_HomePosition, &CurrentHomeDeviation);
 
                                // if the MK is starting or the home position is invalid then store the home position
                                if((FC.MKFlags & MKFLAG_START) || (GPS_HomePosition.Status == INVALID))
                                {       // try to update the home position from the current position
                                        if(GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HomePosition))
                                        {
                                                BeepTime = 700; // beep on success
                                                GPS_CopyPosition(&GPS_HomePosition, &(NaviData.HomePosition));
                                        }
                                        GPS_pWaypoint = WPList_Begin(); // go to start of waypoint list, return NULL of the list is empty
                                }
 
                                /* The selected flight mode influences the target position pointer and therefore the behavior */
 
                                // check for current flight mode and set the target pointer GPS_pTargetPosition respectively
                                switch(GPS_Parameter.FlightMode)
                                {
                                        // the GPS control is deactived
                                        case GPS_FLIGHT_MODE_FREE:
 
                                                GPS_Parameter.PID_Limit = 0; // disables PID output
                                                // update hold position
                                                GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);
                                                // no target position
                                                GPS_pTargetPosition = NULL;
                                                GPS_TargetRadius = 0;
                                                break;
 
                                        // the GPS supports the position hold, if the pilot takes no action
                                        case GPS_FLIGHT_MODE_AID:
 
                                                if(GPS_IsManuallyControlled())
                                                {
                                                        GPS_Parameter.PID_Limit = 0; // disables PID output, as long as the manual conrol is active
                                                        GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);
                                                        GPS_pTargetPosition = NULL;
                                                        GPS_TargetRadius = 0;
                                                }
                                                else
                                                {
                                                        /*                                                     
                                                        #define PH_MOVE_THRESHOLD 8
                                                        if( ((abs(FC.StickNick) > PH_MOVE_THRESHOLD) || (abs(FC.StickRoll) > PH_MOVE_THRESHOLD) ) && (FC.RC_Quality > 150))
                                                        {   // indirect control by moving the hold position with rc sticks
                                                                // rc sticks have a range of +/-127 counts
                                                                // GPS Coordinates are in 1-E7 deg, i.e. 1 counts is 1E-7°/360°*40E+8cm = 1.11 cm
                                                                // normal manual activtion threshold is 8 counts that results in a change of the hold position
                                                                // of min 8*1.11cm * 5Hz = 8.88 = 44.4cm/s an max 127*1.11cm *5Hz = 705cm/s
                                                                GPS_HoldPosition.Latitude +=  (s32)(cos_h*FC.StickNick + sin_h*FC.StickRoll);
                                                                GPS_HoldPosition.Longitude +=  (s32)((sin_h*FC.StickNick - cos_h*FC.StickRoll) / cos(RadiansFromGPS(GPS_HoldPosition.Latitude)) );
                                                        }*/
                                                        // set target position 
                                                        GPS_pTargetPosition = &GPS_HoldPosition;
                                                        GPS_TargetRadius = 100; // 1 meter
                                                }
                                                break;
 
                                        // the GPS control is directed to a target position
                                        // given by a waypoint or by the home position
                                        case GPS_FLIGHT_MODE_WAYPOINT:
 
                                                if(GPS_IsManuallyControlled()) // the human pilot takes the action
                                                {
                                                        GPS_Parameter.PID_Limit = 0; // disables PID output, as long as the manual conrol is active
                                                    GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);  // update hold position
                                                        GPS_pTargetPosition = NULL;     // set target position invalid
                                                        GPS_TargetRadius = 0;
                                                }
                                                else // no manual control  -> gps position hold active
                                                {
                                                        // waypoint trigger logic
                                                        if(GPS_pWaypoint != NULL) // pointer to waypoint exist
                                                        {
                                                                if(GPS_pWaypoint->Position.Status == INVALID) // should never happen
                                                                {
                                                                        GPS_pWaypoint = WPList_Next(); // goto to next WP
                                                                        BeepTime = 255;
                                                                }
                                                                else // waypoint position is valid
                                                                {
                                                                        // check if the pointer to the waypoint has been changed or the data have been updated
                                                                        if((GPS_pWaypoint != GPS_pWaypointOld) || (GPS_pWaypoint->Position.Status == NEWDATA))
                                                                        {
                                                                                GPS_pWaypointOld = GPS_pWaypoint;
                                                                        }
                                                                        // if WP has been reached once, wait hold time before trigger to next one
                                                                        if(NCFlags & NC_FLAG_TARGET_REACHED)
                                                                        {
                                                                                /* ToDo: Adjust GPS_pWaypoint->Heading, GPS_pWaypoint->Event handling */
                                                                                if(CheckDelay(WPTime))
                                                                                {
                                                                                        GPS_pWaypoint = WPList_Next(); // goto to next waypoint, return NULL if end of list has been reached
                                                                                        if(GPS_pWaypoint == NULL) GPS_pWaypoint = WPList_Begin(); // reset WPList to begin
                                                                                        NCFlags &= ~NC_FLAG_TARGET_REACHED;
                                                                                }
                                                                        } // EOF if(WPArrived)
                                                                        else
                                                                        {
                                                                                WPTime = SetDelay(GPS_pWaypoint->HoldTime * 1000); // set hold time stamp
                                                                        }
                                                                }
                                                        }
                                                        else // pointer to waypoint does not exist
                                                        {
                                                                // try to catch the first waypoint from the list
                                                                GPS_pWaypoint = WPList_Begin();
                                                        }
                                                        // EOF waypoint trigger logic
 
                                                        if(GPS_pWaypoint != NULL) // Waypoint exist
                                                        {
                                                                // update the hold position
                                                                GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);
                                                                GPS_pTargetPosition = &(GPS_pWaypoint->Position);
                                                                GPS_TargetRadius = (s32)(GPS_pWaypoint->ToleranceRadius) * 100L;
 
                                                        }
                                                        else // no waypoint info available, i.e. the WPList is empty or the end of the list has been reached
                                                        {
                                                                // fly back to home postion
                                                                if(GPS_HomePosition.Status == INVALID)
                                                                {
                                                                        GPS_pTargetPosition = &GPS_HoldPosition; // fall back to hold mode if home position is not available
                                                                        GPS_TargetRadius = 100;
                                                                        BeepTime = 255; // beep to indicate missin home position
                                                                }
                                                                else // the home position is valid
                                                                {
                                                                        // update the hold position
                                                                        GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);
                                                                        // set target to home position
                                                                        GPS_pTargetPosition = &GPS_HomePosition;
                                                                        GPS_TargetRadius = 100;
                                                                }
                                                        }
                                                } // EOF no manual control
                                                break;
 
                                        case GPS_FLIGHT_MODE_UNDEF:
                                        default:
                                                GPS_Parameter.PID_Limit = 0; // disables PID output
                                                // update hold position
                                                GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position), &GPS_HoldPosition);
                                                // no target position
                                                GPS_pTargetPosition = NULL;
                                                GPS_TargetRadius = 0;
                                                break;
 
                                }// EOF GPS Mode Handling
 
 
                                /* Calculation of range target based on the real target */
 
                                // if no target position exist clear the ranged target position
                                if(GPS_pTargetPosition == NULL) GPS_ClearPosition(&RangedTargetPosition);
                                else
                                {       // if the target position has been changed or the value has been updated or the OperatingRadius has changed
                                        if((GPS_pTargetPosition != pTargetPositionOld)  || (GPS_pTargetPosition->Status == NEWDATA) || (GPS_Parameter.OperatingRadius != OperatingRadiusOld) )
                                        {
                                                BeepTime = 255; // beep to indicate setting of a new target position
                                                NCFlags &= ~NC_FLAG_TARGET_REACHED;     // clear target reached flag
                                                // calculate deviation of new target position from home position
                                                if(GPS_CalculateDeviation(GPS_pTargetPosition, &GPS_HomePosition, &TargetHomeDeviation))
                                                {
                                                        // check distance from home position
                                                        if(TargetHomeDeviation.Distance > GPS_Parameter.OperatingRadius)
                                                        {
                                                                //calculate ranged target position to be within the operation radius area
                                                                NCFlags |= NC_FLAG_RANGE_LIMIT;
 
                                                                TargetHomeDeviation.North = (s32)(((float)TargetHomeDeviation.North * (float)GPS_Parameter.OperatingRadius) / (float)TargetHomeDeviation.Distance);
                                                                TargetHomeDeviation.East = (s32)(((float)TargetHomeDeviation.East * (float)GPS_Parameter.OperatingRadius) / (float)TargetHomeDeviation.Distance);
                                                                TargetHomeDeviation.Distance = GPS_Parameter.OperatingRadius;
 
                                                                RangedTargetPosition.Status = INVALID;
                                                                RangedTargetPosition.Latitude = GPS_HomePosition.Latitude;
                                                                RangedTargetPosition.Latitude += (s32)((float)TargetHomeDeviation.North / 1.11194927f);
                                                                RangedTargetPosition.Longitude = GPS_HomePosition.Longitude;
                                                                RangedTargetPosition.Longitude += (s32)((float)TargetHomeDeviation.East / (1.11194927f * cos(RadiansFromGPS(GPS_HomePosition.Latitude))) );
                                                                RangedTargetPosition.Altitude = GPS_pTargetPosition->Altitude;
                                                                RangedTargetPosition.Status = NEWDATA;
                                                        }
                                                        else
                                                        {       // the target is located within the operation radius area
                                                                // simple copy the loaction to the ranged target position
                                                                GPS_CopyPosition(GPS_pTargetPosition, &RangedTargetPosition);
                                                                NCFlags &= ~NC_FLAG_RANGE_LIMIT;
                                                        }
                                                }
                                                else
                                                {       // deviation could not be determined
                                                        GPS_ClearPosition(&RangedTargetPosition);
                                                }
                                                GPS_pTargetPosition->Status = PROCESSED;        // mark current target as processed!
                                        }
                                }
                                OperatingRadiusOld = GPS_Parameter.OperatingRadius;
                                // remember last target position pointer
                                pTargetPositionOld = GPS_pTargetPosition;
 
                                /* Calculate position deviation from ranged target */
 
                                // calculate deviation of current position to ranged target position in cm
                                if(GPS_CalculateDeviation(&(GPSData.Position), &RangedTargetPosition, &CurrentTargetDeviation))
                                {       // set target reached flag of we once reached the target point
                                        if(!(NCFlags & NC_FLAG_TARGET_REACHED) && (CurrentTargetDeviation.Distance < GPS_TargetRadius))
                                        {
                                                NCFlags |= NC_FLAG_TARGET_REACHED;      // set target reached flag
                                        }
                                        // implement your control code here based
                                        // in the info available in the CurrentTargetDeviation, GPSData and FromFlightCtrl.GyroHeading
                                        GPS_Stick.Nick = 0;
                                        GPS_Stick.Roll = 0;
                                        GPS_Stick.Yaw  = 0;
                                }
                                else // deviation could not be calculated
                                {   // do nothing on gps sticks!
                                        GPS_Neutral();
                                        NCFlags &= ~NC_FLAG_TARGET_REACHED;     // clear target reached
                                }
 
                        }// eof if GPSSignal is OK
                        else // GPSSignal not OK
                        {
                                GPS_Neutral();
                                // beep if signal is not sufficient
                                if(GPS_Parameter.FlightMode != GPS_FLIGHT_MODE_FREE)
                                {
                                        if(!(GPSData.Flags & FLAG_GPSFIXOK) && !(beep_rythm % 5)) BeepTime = 100;
                                        else if (GPSData.NumOfSats < GPS_Parameter.MinSat && !(beep_rythm % 5)) BeepTime = 10;
                                }
                        }
                        GPSData.Status = PROCESSED; // mark as processed
                        break;
        }
 
        DebugOut.Analog[6] = NCFlags;
        DebugOut.Analog[27] = (s16)CurrentTargetDeviation.North;
        DebugOut.Analog[28] = (s16)CurrentTargetDeviation.East;
        DebugOut.Analog[29] = GPS_Stick.Nick;
        DebugOut.Analog[30] = GPS_Stick.Roll;
 
        // update navi data, send back to ground station
        GPS_CopyPosition(&(GPSData.Position),   &(NaviData.CurrentPosition));
        GPS_CopyPosition(&RangedTargetPosition, &(NaviData.TargetPosition));
        GPS_CopyPosition(&GPS_HomePosition,     &(NaviData.HomePosition));
        NaviData.SatsInUse = GPSData.NumOfSats;
        NaviData.TargetPositionDeviation.Distance = (u16)CurrentTargetDeviation.Distance/10; // dm
        NaviData.TargetPositionDeviation.Bearing  = (s16)CurrentTargetDeviation.Bearing;
        NaviData.HomePositionDeviation.Distance   = (u16)CurrentHomeDeviation.Distance/10; // dm
        NaviData.HomePositionDeviation.Bearing    = (s16)CurrentHomeDeviation.Bearing;
        NaviData.UBat = FC.UBat;
        NaviData.GroundSpeed = (u16)GPSData.Speed_Ground;
        NaviData.Heading = (s16)(GPSData.Heading/100000L);
        NaviData.CompassHeading = (s16)FromFlightCtrl.GyroHeading/10; // in deg
        NaviData.AngleNick = FromFlightCtrl.AngleNick / 10;        // in deg
        NaviData.AngleRoll = FromFlightCtrl.AngleRoll / 10;        // in deg
        NaviData.RC_Quality = FC.RC_Quality;
        NaviData.RC_RSSI = FC.RC_RSSI;
        NaviData.MKFlags = FC.MKFlags;
        NaviData.NCFlags = NCFlags;
        NaviData.OperatingRadius = Parameter.NaviOperatingRadius;
        NaviData.TopSpeed = (s16)GPSData.Speed_Top;  // in cm/s
        NaviData.TargetHoldTime = (u8)(GetDelay(WPTime)/1000); // in s
        //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
        return;
}
 
 
Subversion Repositories NaviCtrl

(root)/tags/V0.28i/GPS.c @ 427 - Rev 131 → 133
