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