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         DEBUG(E_USER_STRAT, "strat_hardstop");
 107
 108         trajectory_hardstop(&mainboard.traj);
 109         pid_reset(&mainboard.angle.pid);
 110         pid_reset(&mainboard.distance.pid);
 111         bd_reset(&mainboard.angle.bd);
 112         bd_reset(&mainboard.distance.bd);
 113
 114         while ((ABS(mainboard.speed_d) > 200) ||
 115                (ABS(mainboard.speed_a) > 200))
 116
 117         trajectory_hardstop(&mainboard.traj);
 118         pid_reset(&mainboard.angle.pid);
 119         pid_reset(&mainboard.distance.pid);
 120         bd_reset(&mainboard.angle.bd);
 121         bd_reset(&mainboard.distance.bd);
 122 }
 123
 124 /* go to an x,y point without checking for obstacle or blocking. It
 125  * should be used for very small dist only. Return END_TRAJ if we
 126  * reach destination, or END_BLOCKING if the robot blocked more than 3
 127  * times. */
 128 uint8_t strat_goto_xy_force(int16_t x, int16_t y)
 129 {
 130         uint8_t i, err;
 131
 132         for (i=0; i<3; i++) {
 133                 trajectory_goto_xy_abs(&mainboard.traj, x, y);
 134                 err = wait_traj_end(TRAJ_FLAGS_SMALL_DIST);
 135                 if (TRAJ_SUCCESS(err))
 136                         return END_TRAJ;
 137                 if (err == END_BLOCKING) {
 138                         time_wait_ms(500);
 139                         strat_hardstop();
 140                 }
 141         }
 142         return END_BLOCKING;
 143 }
 144
 145 /* reset position */
 146 void strat_reset_pos(int16_t x, int16_t y, int16_t a)
 147 {
 148         int16_t posx = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 149         int16_t posy = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 150         int16_t posa = position_get_a_deg_s16(&mainboard.pos);
 151
 152         if (x == DO_NOT_SET_POS)
 153                 x = posx;
 154         if (y == DO_NOT_SET_POS)
 155                 y = posy;
 156         if (a == DO_NOT_SET_POS)
 157                 a = posa;
 158
 159         DEBUG(E_USER_STRAT, "reset pos (%s%s%s)",
 160               x == DO_NOT_SET_POS ? "" : "x",
 161               y == DO_NOT_SET_POS ? "" : "y",
 162               a == DO_NOT_SET_POS ? "" : "a");
 163         position_set(&mainboard.pos, x, y, a);
 164         DEBUG(E_USER_STRAT, "pos resetted", __FUNCTION__);
 165 }
 166
 167 /*
 168  * decrease gain on angle PID, and go forward until we reach the
 169  * border.
 170  */
 171 uint8_t strat_calib(int16_t dist, uint8_t flags)
 172 {
 173         int32_t p = pid_get_gain_P(&mainboard.angle.pid);
 174         int32_t i = pid_get_gain_I(&mainboard.angle.pid);
 175         int32_t d = pid_get_gain_D(&mainboard.angle.pid);
 176         int32_t max_in = pid_get_max_in(&mainboard.angle.pid);
 177         int32_t max_i = pid_get_max_I(&mainboard.angle.pid);
 178         int32_t max_out = pid_get_max_out(&mainboard.angle.pid);
 179         uint8_t err;
 180
 181         pid_set_maximums(&mainboard.distance.pid, 0, 20000, 1000);
 182         pid_set_gains(&mainboard.angle.pid, 200, 0, 2000);
 183         trajectory_d_rel(&mainboard.traj, dist);
 184         err = wait_traj_end(flags);
 185         pid_set_gains(&mainboard.angle.pid, p, i, d);
 186         pid_set_maximums(&mainboard.distance.pid, max_in, max_i, max_out);
 187         return err;
 188 }
 189
 190 static void strat_update_traj_speed(void)
 191 {
 192         uint16_t d, a;
 193
 194         d = strat_speed_d;
 195         if (strat_limit_speed_d && d > strat_limit_speed_d)
 196                 d = strat_limit_speed_d;
 197         a = strat_speed_a;
 198         if (strat_limit_speed_a && a > strat_limit_speed_a)
 199                 a = strat_limit_speed_a;
 200
 201         trajectory_set_speed(&mainboard.traj, d, a);
 202 }
 203
 204 void strat_set_speed(uint16_t d, uint16_t a)
 205 {
 206         uint8_t flags;
 207         IRQ_LOCK(flags);
 208         strat_speed_d = d;
 209         strat_speed_a = a;
 210         strat_update_traj_speed();
 211         IRQ_UNLOCK(flags);
 212 }
 213
 214 void strat_set_acc(double d, double a)
 215 {
 216         trajectory_set_acc(&mainboard.traj, d, a);
 217 }
 218
 219 void strat_get_speed(uint16_t *d, uint16_t *a)
 220 {
 221         uint8_t flags;
 222         IRQ_LOCK(flags);
 223         *d = strat_speed_d;
 224         *a = strat_speed_a;
 225         IRQ_UNLOCK(flags);
 226 }
 227
 228 void strat_limit_speed_enable(void)
 229 {
 230         strat_limit_speed_enabled = 1;
 231 }
 232
 233 void strat_limit_speed_disable(void)
 234 {
 235         strat_limit_speed_enabled = 0;
 236 }
 237
 238 /* called periodically */
 239 void strat_limit_speed(void)
 240 {
 241         uint16_t lim_d = 0, lim_a = 0;
 242         int16_t opp_d, opp_a;
 243
 244         if (strat_limit_speed_enabled == 0)
 245                 goto update;
 246
 247         if (get_opponent_da(&opp_d, &opp_a) != 0)
 248                 goto update;
 249
 250         if (opp_d < 500) {
 251                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 252                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 253                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 254                 }
 255                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 256                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 257                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 258                 }
 259                 else {
 260                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 261                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 262                 }
 263         }
 264         else if (opp_d < 800) {
 265                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 266                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 267                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 268                 }
 269                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 270                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 271                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 272                 }
 273         }
 274
 275  update:
 276         if (lim_d != strat_limit_speed_d ||
 277             lim_a != strat_limit_speed_a) {
 278                 strat_limit_speed_d = lim_d;
 279                 strat_limit_speed_a = lim_a;
 280                 DEBUG(E_USER_STRAT, "new speed limit da=%d,%d", lim_d, lim_a);
 281                 strat_update_traj_speed();
 282         }
 283 }
 284
 285 /* start the strat */
 286 void strat_start(void)
 287 {
 288         uint8_t err;
 289
 290         strat_preinit();
 291
 292 #ifndef HOST_VERSION
 293         /* if start sw not plugged */
 294         if (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 295                 int8_t i;
 296
 297                 printf_P(PSTR("No start switch, press a key or plug it\r\n"));
 298
 299                 /* while start sw not plugged */
 300                 while (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 301                         if (! cmdline_keypressed())
 302                                 continue;
 303
 304                         for (i=3; i>0; i--) {
 305                                 printf_P(PSTR("%d\r\n"), i);
 306                                 time_wait_ms(1000);
 307                         }
 308                         break;
 309                 }
 310         }
 311
 312         /* if start sw plugged */
 313         if (!sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 314                 printf_P(PSTR("Ready, unplug start switch to start\r\n"));
 315                 /* while start sw plugged */
 316                 while (!sensor_get(S_START_SWITCH));
 317         }
 318 #endif
 319
 320         strat_init();
 321         err = strat_main();
 322         NOTICE(E_USER_STRAT, "Finished !! returned %s", get_err(err));
 323         strat_exit();
 324 }
 325
 326 /* return true if we have to brake due to an obstacle */
 327 uint8_t strat_obstacle(void)
 328 {
 329 #if 0
 330         int16_t x_rel, y_rel;
 331         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 332
 333         /* too slow */
 334         if (ABS(mainboard.speed_d) < 150)
 335                 return 0;
 336
 337         /* no opponent detected */
 338         if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y,
 339                               &opp_d, &opp_a))
 340                 return 0;
 341
 342         /* save obstacle position */
 343         opponent_obstacle.x = opp_x;
 344         opponent_obstacle.y = opp_y;
 345         opponent_obstacle.d = opp_d;
 346         opponent_obstacle.a = opp_a;
 347 #else /* belgium cup only */
 348         int16_t x_rel, y_rel;
 349         int16_t opp_d, opp_a;
 350         double opp_x, opp_y;
 351
 352 #ifdef HOST_VERSION
 353         return 0;
 354         if (time_get_s() >= 12 && time_get_s() <= 30)
 355                 return 1;
 356 #endif
 357         return 0; /* XXX disabled */
 358
 359         if (!sensor_get(S_RCOB_WHITE))
 360                 return 0;
 361
 362         opp_a = 0;
 363         opp_d = 300;
 364
 365         rel_da_to_abs_xy(opp_d, RAD(opp_a), &opp_x, &opp_y);
 366         if (!is_in_area(opp_x, opp_y, 250))
 367                 return 0;
 368 #endif
 369
 370         /* sensor are temporarily disabled */
 371         if (sensor_obstacle_is_disabled())
 372                 return 0;
 373
 374         /* relative position */
 375         x_rel = cos(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 376         y_rel = sin(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 377
 378         /* opponent too far */
 379         if (opp_d > 600)
 380                 return 0;
 381
 382         /* opponent is in front of us */
 383         if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 325 || opp_a < 35)) {
 384                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent front d=%d, a=%d "
 385                       "xrel=%d yrel=%d (speed_d=%d)",
 386                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel, mainboard.speed_d);
 387                 sensor_obstacle_disable();
 388                 return 1;
 389         }
 390         /* opponent is behind us */
 391         if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 215 && opp_a > 145)) {
 392                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent behind d=%d, a=%d xrel=%d yrel=%d",
 393                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel);
 394                 sensor_obstacle_disable();
 395                 return 1;
 396         }
 397
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 void interrupt_traj(void)
 402 {
 403         traj_intr = 1;
 404 }
 405
 406 void interrupt_traj_reset(void)
 407 {
 408         traj_intr = 0;
 409 }
 410
 411 uint8_t test_traj_end(uint8_t why)
 412 {
 413         uint16_t cur_timer;
 414         point_t robot_pt;
 415
 416         robot_pt.x = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 417         robot_pt.y = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 418
 419         /* trigger an event at 3 sec before the end of the match if we
 420          * have balls in the barrel */
 421         cur_timer = time_get_s();
 422
 423         if ((mainboard.flags & DO_TIMER) && (why & END_TIMER)) {
 424                 /* end of match */
 425                 if (cur_timer >= MATCH_TIME)
 426                         return END_TIMER;
 427         }
 428
 429         if ((why & END_INTR) && traj_intr) {
 430                 interrupt_traj_reset();
 431                 return END_INTR;
 432         }
 433
 434         if ((why & END_TRAJ) && trajectory_finished(&mainboard.traj))
 435                 return END_TRAJ;
 436
 437         /* we are near the destination point (depends on current
 438          * speed) AND the robot is in the area bounding box. */
 439         if (why & END_NEAR) {
 440                 int16_t d_near = 100;
 441
 442                 if (mainboard.speed_d > 2000)
 443                         d_near = 150;
 444
 445                 if (trajectory_in_window(&mainboard.traj, d_near, RAD(5.0)) &&
 446                     is_in_boundingbox(&robot_pt))
 447                         return END_NEAR;
 448         }
 449
 450         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.angle.bd)) {
 451                 strat_hardstop();
 452                 return END_BLOCKING;
 453         }
 454
 455         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.distance.bd)) {
 456                 strat_hardstop();
 457                 return END_BLOCKING;
 458         }
 459
 460         if ((why & END_OBSTACLE) && strat_obstacle()) {
 461                 strat_hardstop();
 462                 return END_OBSTACLE;
 463         }
 464
 465         return 0;
 466 }
 467
 468 uint8_t __wait_traj_end_debug(uint8_t why, uint16_t line)
 469 {
 470         uint8_t ret = 0;
 471         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 472
 473         while (ret == 0)
 474                 ret = test_traj_end(why);
 475
 476         if (ret == END_OBSTACLE) {
 477                 if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y,
 478                                       &opp_d, &opp_a) == 0)
 479                         DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d"
 480                               " xy=(%d,%d) da=(%d,%d)", get_err(ret),
 481                               line, opp_x, opp_y, opp_d, opp_a);
 482         }
 483         else {
 484                 DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d",
 485                       get_err(ret), line);
 486         }
 487         return ret;
 488 }