projects/microb2010/mainboard/strat_base.c

   1 /*
   2  *  Copyright Droids Corporation, Microb Technology (2009)
   3  *
   4  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  *  (at your option) any later version.
   8  *
   9  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  *  GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  16  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  17  *
  18  *  Revision : $Id: strat_base.c,v 1.8 2009-11-08 17:24:33 zer0 Exp $
  19  *
  20  */
  21
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <math.h>
  26
  27 #include <aversive/pgmspace.h>
  28 #include <aversive/wait.h>
  29 #include <aversive/error.h>
  30
  31 #include <ax12.h>
  32 #include <uart.h>
  33 #include <pwm_ng.h>
  34 #include <clock_time.h>
  35 #include <spi.h>
  36
  37 #include <pid.h>
  38 #include <quadramp.h>
  39 #include <control_system_manager.h>
  40 #include <trajectory_manager.h>
  41 #include <trajectory_manager_utils.h>
  42 #include <vect_base.h>
  43 #include <lines.h>
  44 #include <polygon.h>
  45 #include <obstacle_avoidance.h>
  46 #include <blocking_detection_manager.h>
  47 #include <robot_system.h>
  48 #include <position_manager.h>
  49
  50 #include <rdline.h>
  51 #include <parse.h>
  52
  53 #include "../common/i2c_commands.h"
  54
  55 #include "main.h"
  56 #include "cmdline.h"
  57 #include "strat_utils.h"
  58 #include "strat_base.h"
  59 #include "strat.h"
  60 #include "sensor.h"
  61 #include "i2c_protocol.h"
  62
  63 /* true if we want to interrupt a trajectory */
  64 static uint8_t traj_intr=0;
  65
  66 /* filled when a END_OBSTACLE is returned */
  67 struct opponent_obstacle opponent_obstacle;
  68
  69 /* asked speed */
  70 static volatile int16_t strat_speed_a = SPEED_DIST_FAST;
  71 static volatile int16_t strat_speed_d = SPEED_ANGLE_FAST;
  72 static volatile uint16_t strat_limit_speed_a = 0; /* no limit */
  73 static volatile uint16_t strat_limit_speed_d = 0;
  74
  75 static volatile uint8_t strat_limit_speed_enabled = 1;
  76
  77
  78 /* Strings that match the end traj cause */
  79 /* /!\ keep it sync with stat_base.h */
  80 const char *err_tab []= {
  81         "END_TRAJ",
  82         "END_BLOCKING",
  83         "END_NEAR",
  84         "END_OBSTACLE",
  85         "END_ERROR",
  86         "END_INTR",
  87         "END_TIMER",
  88         "END_RESERVED",
  89 };
  90
  91 /* return string from end traj type num */
  92 const char *get_err(uint8_t err)
  93 {
  94         uint8_t i;
  95         if (err == 0)
  96                 return "SUCCESS";
  97         for (i=0 ; i<8; i++) {
  98                 if (err & (1 <<i))
  99                         return err_tab[i];
 100         }
 101         return "END_UNKNOWN";
 102 }
 103
 104 void strat_hardstop(void)
 105 {
 106         trajectory_hardstop(&mainboard.traj);
 107         pid_reset(&mainboard.angle.pid);
 108         pid_reset(&mainboard.distance.pid);
 109         bd_reset(&mainboard.angle.bd);
 110         bd_reset(&mainboard.distance.bd);
 111
 112         while ((ABS(mainboard.speed_d) > 200) ||
 113                (ABS(mainboard.speed_a) > 200))
 114
 115         trajectory_hardstop(&mainboard.traj);
 116         pid_reset(&mainboard.angle.pid);
 117         pid_reset(&mainboard.distance.pid);
 118         bd_reset(&mainboard.angle.bd);
 119         bd_reset(&mainboard.distance.bd);
 120 }
 121
 122 /* go to an x,y point without checking for obstacle or blocking. It
 123  * should be used for very small dist only. Return END_TRAJ if we
 124  * reach destination, or END_BLOCKING if the robot blocked more than 3
 125  * times. */
 126 uint8_t strat_goto_xy_force(int16_t x, int16_t y)
 127 {
 128         uint8_t i, err;
 129
 130         for (i=0; i<3; i++) {
 131                 trajectory_goto_xy_abs(&mainboard.traj, x, y);
 132                 err = wait_traj_end(TRAJ_FLAGS_SMALL_DIST);
 133                 if (TRAJ_SUCCESS(err))
 134                         return END_TRAJ;
 135                 if (err == END_BLOCKING) {
 136                         time_wait_ms(500);
 137                         strat_hardstop();
 138                 }
 139         }
 140         return END_BLOCKING;
 141 }
 142
 143 /* reset position */
 144 void strat_reset_pos(int16_t x, int16_t y, int16_t a)
 145 {
 146         int16_t posx = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 147         int16_t posy = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 148         int16_t posa = position_get_a_deg_s16(&mainboard.pos);
 149
 150         if (x == DO_NOT_SET_POS)
 151                 x = posx;
 152         if (y == DO_NOT_SET_POS)
 153                 y = posy;
 154         if (a == DO_NOT_SET_POS)
 155                 a = posa;
 156
 157         DEBUG(E_USER_STRAT, "reset pos (%s%s%s)",
 158               x == DO_NOT_SET_POS ? "" : "x",
 159               y == DO_NOT_SET_POS ? "" : "y",
 160               a == DO_NOT_SET_POS ? "" : "a");
 161         position_set(&mainboard.pos, x, y, a);
 162         DEBUG(E_USER_STRAT, "pos resetted", __FUNCTION__);
 163 }
 164
 165 /*
 166  * decrease gain on angle PID, and go forward until we reach the
 167  * border.
 168  */
 169 uint8_t strat_calib(int16_t dist, uint8_t flags)
 170 {
 171         int32_t p = pid_get_gain_P(&mainboard.angle.pid);
 172         int32_t i = pid_get_gain_I(&mainboard.angle.pid);
 173         int32_t d = pid_get_gain_D(&mainboard.angle.pid);
 174         uint8_t err;
 175
 176         pid_set_gains(&mainboard.angle.pid, 150, 0, 2000);
 177         trajectory_d_rel(&mainboard.traj, dist);
 178         err = wait_traj_end(flags);
 179         pid_set_gains(&mainboard.angle.pid, p, i, d);
 180         return err;
 181 }
 182
 183 static void strat_update_traj_speed(void)
 184 {
 185         uint16_t d, a;
 186
 187         d = strat_speed_d;
 188         if (strat_limit_speed_d && d > strat_limit_speed_d)
 189                 d = strat_limit_speed_d;
 190         a = strat_speed_a;
 191         if (strat_limit_speed_a && a > strat_limit_speed_a)
 192                 a = strat_limit_speed_a;
 193
 194         trajectory_set_speed(&mainboard.traj, d, a);
 195 }
 196
 197 void strat_set_speed(uint16_t d, uint16_t a)
 198 {
 199         uint8_t flags;
 200         IRQ_LOCK(flags);
 201         strat_speed_d = d;
 202         strat_speed_a = a;
 203         strat_update_traj_speed();
 204         IRQ_UNLOCK(flags);
 205 }
 206
 207 void strat_get_speed(uint16_t *d, uint16_t *a)
 208 {
 209         uint8_t flags;
 210         IRQ_LOCK(flags);
 211         *d = strat_speed_d;
 212         *a = strat_speed_a;
 213         IRQ_UNLOCK(flags);
 214 }
 215
 216 void strat_limit_speed_enable(void)
 217 {
 218         strat_limit_speed_enabled = 1;
 219 }
 220
 221 void strat_limit_speed_disable(void)
 222 {
 223         strat_limit_speed_enabled = 0;
 224 }
 225
 226 /* called periodically */
 227 void strat_limit_speed(void)
 228 {
 229         uint16_t lim_d = 0, lim_a = 0;
 230         int16_t opp_d, opp_a;
 231
 232         if (strat_limit_speed_enabled == 0)
 233                 goto update;
 234
 235         if (get_opponent_da(&opp_d, &opp_a) != 0)
 236                 goto update;
 237
 238         if (opp_d < 500) {
 239                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 240                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 241                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 242                 }
 243                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 244                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 245                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 246                 }
 247                 else {
 248                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 249                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 250                 }
 251         }
 252         else if (opp_d < 800) {
 253                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 254                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 255                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 256                 }
 257                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 258                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 259                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 260                 }
 261         }
 262
 263  update:
 264         if (lim_d != strat_limit_speed_d ||
 265             lim_a != strat_limit_speed_a) {
 266                 strat_limit_speed_d = lim_d;
 267                 strat_limit_speed_a = lim_a;
 268                 DEBUG(E_USER_STRAT, "new speed limit da=%d,%d", lim_d, lim_a);
 269                 strat_update_traj_speed();
 270         }
 271 }
 272
 273 /* start the strat */
 274 void strat_start(void)
 275 {
 276         int8_t i;
 277         uint8_t err;
 278
 279         strat_preinit();
 280
 281         /* if start sw not plugged */
 282         if (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 283                 printf_P(PSTR("No start switch, press a key or plug it\r\n"));
 284
 285                 /* while start sw not plugged */
 286                 while (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 287                         if (! cmdline_keypressed())
 288                                 continue;
 289
 290                         for (i=3; i>0; i--) {
 291                                 printf_P(PSTR("%d\r\n"), i);
 292                                 time_wait_ms(1000);
 293                         }
 294                         break;
 295                 }
 296         }
 297
 298         /* if start sw plugged */
 299         if (!sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 300                 printf_P(PSTR("Ready, unplug start switch to start\r\n"));
 301                 /* while start sw plugged */
 302                 while (!sensor_get(S_START_SWITCH));
 303         }
 304
 305         strat_init();
 306         err = strat_main();
 307         NOTICE(E_USER_STRAT, "Finished !! returned %s", get_err(err));
 308         strat_exit();
 309 }
 310
 311 /* return true if we have to brake due to an obstacle */
 312 uint8_t strat_obstacle(void)
 313 {
 314         int16_t x_rel, y_rel;
 315         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 316
 317         /* too slow */
 318         if (ABS(mainboard.speed_d) < 150)
 319                 return 0;
 320
 321         /* no opponent detected */
 322         if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y,
 323                               &opp_d, &opp_a))
 324                 return 0;
 325
 326         /* save obstacle position */
 327         opponent_obstacle.x = opp_x;
 328         opponent_obstacle.y = opp_y;
 329         opponent_obstacle.d = opp_d;
 330         opponent_obstacle.a = opp_a;
 331
 332         /* sensor are temporarily disabled */
 333         if (sensor_obstacle_is_disabled())
 334                 return 0;
 335
 336         /* relative position */
 337         x_rel = cos(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 338         y_rel = sin(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 339
 340         /* opponent too far */
 341         if (opp_d > 600)
 342                 return 0;
 343
 344         /* opponent is in front of us */
 345         if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 325 || opp_a < 35)) {
 346                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent front d=%d, a=%d "
 347                       "xrel=%d yrel=%d (speed_d=%d)",
 348                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel, mainboard.speed_d);
 349                 sensor_obstacle_disable();
 350                 return 1;
 351         }
 352         /* opponent is behind us */
 353         if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 215 && opp_a > 145)) {
 354                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent behind d=%d, a=%d xrel=%d yrel=%d",
 355                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel);
 356                 sensor_obstacle_disable();
 357                 return 1;
 358         }
 359
 360         return 0;
 361 }
 362
 363 void interrupt_traj(void)
 364 {
 365         traj_intr = 1;
 366 }
 367
 368 void interrupt_traj_reset(void)
 369 {
 370         traj_intr = 0;
 371 }
 372
 373 uint8_t test_traj_end(uint8_t why)
 374 {
 375         uint16_t cur_timer;
 376         point_t robot_pt;
 377
 378         robot_pt.x = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 379         robot_pt.y = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 380
 381         /* trigger an event at 3 sec before the end of the match if we
 382          * have balls in the barrel */
 383         cur_timer = time_get_s();
 384
 385         if ((mainboard.flags & DO_TIMER) && (why & END_TIMER)) {
 386                 /* end of match */
 387                 if (cur_timer >= MATCH_TIME)
 388                         return END_TIMER;
 389         }
 390
 391         if ((why & END_INTR) && traj_intr) {
 392                 interrupt_traj_reset();
 393                 return END_INTR;
 394         }
 395
 396         if ((why & END_TRAJ) && trajectory_finished(&mainboard.traj))
 397                 return END_TRAJ;
 398
 399         /* we are near the destination point (depends on current
 400          * speed) AND the robot is in the area bounding box. */
 401         if (why & END_NEAR) {
 402                 int16_t d_near = 100;
 403
 404                 if (mainboard.speed_d > 2000)
 405                         d_near = 150;
 406
 407                 if (trajectory_in_window(&mainboard.traj, d_near, RAD(5.0)) &&
 408                     is_in_boundingbox(&robot_pt))
 409                         return END_NEAR;
 410         }
 411
 412         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.angle.bd)) {
 413                 strat_hardstop();
 414                 return END_BLOCKING;
 415         }
 416
 417         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.distance.bd)) {
 418                 strat_hardstop();
 419                 return END_BLOCKING;
 420         }
 421
 422         if ((why & END_OBSTACLE) && strat_obstacle()) {
 423                 strat_hardstop();
 424                 return END_OBSTACLE;
 425         }
 426
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 uint8_t __wait_traj_end_debug(uint8_t why, uint16_t line)
 431 {
 432         uint8_t ret = 0;
 433         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 434
 435         while (ret == 0)
 436                 ret = test_traj_end(why);
 437
 438         if (ret == END_OBSTACLE) {
 439                 if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y,
 440                                       &opp_d, &opp_a) == 0)
 441                         DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d"
 442                               " xy=(%d,%d) da=(%d,%d)", get_err(ret),
 443                               line, opp_x, opp_y, opp_d, opp_a);
 444         }
 445         else {
 446                 DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d",
 447                       get_err(ret), line);
 448         }
 449         return ret;
 450 }