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_get_acc(double *d, double *a)
 229 {
 230         uint8_t flags;
 231         IRQ_LOCK(flags);
 232         *d = mainboard.traj.d_acc;
 233         *a = mainboard.traj.a_acc;
 234         IRQ_UNLOCK(flags);
 235 }
 236
 237 void strat_limit_speed_enable(void)
 238 {
 239         strat_limit_speed_enabled = 1;
 240 }
 241
 242 void strat_limit_speed_disable(void)
 243 {
 244         strat_limit_speed_enabled = 0;
 245 }
 246
 247 /* called periodically (note: disabled in 2010) */
 248 void strat_limit_speed(void)
 249 {
 250         uint16_t lim_d = 0, lim_a = 0;
 251         int16_t opp_d, opp_a;
 252
 253         if (strat_limit_speed_enabled == 0)
 254                 goto update;
 255
 256         if (get_opponent_da(&opp_d, &opp_a) != 0)
 257                 goto update;
 258
 259         if (opp_d < 500) {
 260                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 261                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 262                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 263                 }
 264                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 265                         lim_d = SPEED_DIST_VERY_SLOW;
 266                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 267                 }
 268                 else {
 269                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 270                         lim_a = SPEED_ANGLE_VERY_SLOW;
 271                 }
 272         }
 273         else if (opp_d < 800) {
 274                 if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 290 || opp_a < 70)) {
 275                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 276                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 277                 }
 278                 else if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 250 && opp_a > 110)) {
 279                         lim_d = SPEED_DIST_SLOW;
 280                         lim_a = SPEED_ANGLE_SLOW;
 281                 }
 282         }
 283
 284  update:
 285         if (lim_d != strat_limit_speed_d ||
 286             lim_a != strat_limit_speed_a) {
 287                 strat_limit_speed_d = lim_d;
 288                 strat_limit_speed_a = lim_a;
 289                 DEBUG(E_USER_STRAT, "new speed limit da=%d,%d", lim_d, lim_a);
 290                 strat_update_traj_speed();
 291         }
 292 }
 293
 294 /* start the strat */
 295 void strat_start(void)
 296 {
 297         uint8_t err;
 298
 299         strat_preinit();
 300
 301 #ifndef HOST_VERSION
 302         /* if start sw not plugged */
 303         if (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 304                 int8_t i;
 305
 306                 printf_P(PSTR("No start switch, press a key or plug it\r\n"));
 307
 308                 /* while start sw not plugged */
 309                 while (sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 310                         if (! cmdline_keypressed())
 311                                 continue;
 312
 313                         for (i=3; i>0; i--) {
 314                                 printf_P(PSTR("%d\r\n"), i);
 315                                 time_wait_ms(1000);
 316                         }
 317                         break;
 318                 }
 319         }
 320
 321         /* if start sw plugged */
 322         if (!sensor_get(S_START_SWITCH)) {
 323                 printf_P(PSTR("Ready, unplug start switch to start\r\n"));
 324                 /* while start sw plugged */
 325                 while (!sensor_get(S_START_SWITCH));
 326         }
 327 #endif
 328
 329         strat_init();
 330         err = strat_main();
 331         NOTICE(E_USER_STRAT, "Finished !! returned %s", get_err(err));
 332         strat_exit();
 333 }
 334
 335 /* return true if we have to brake due to an obstacle */
 336 uint8_t strat_obstacle(void)
 337 {
 338         int16_t x_rel, y_rel;
 339         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 340
 341         /* too slow */
 342         if (ABS(mainboard.speed_d) < 150)
 343                 return 0;
 344
 345         /* no opponent detected */
 346         if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y, &opp_d, &opp_a))
 347                 return 0;
 348
 349         /* save obstacle position */
 350         opponent_obstacle.x = opp_x;
 351         opponent_obstacle.y = opp_y;
 352         opponent_obstacle.d = opp_d;
 353         opponent_obstacle.a = opp_a;
 354
 355         if (!is_in_area(opp_x, opp_y, 250))
 356                 return 0;
 357
 358         /* sensor are temporarily disabled */
 359         if (sensor_obstacle_is_disabled())
 360                 return 0;
 361
 362         /* relative position */
 363         x_rel = cos(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 364         y_rel = sin(RAD(opp_a)) * (double)opp_d;
 365
 366         /* opponent too far */
 367         if (opp_d > 500)
 368                 return 0;
 369
 370         /* opponent is in front of us */
 371         if (mainboard.speed_d > 0 && (opp_a > 325 || opp_a < 35)) {
 372                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent front d=%d, a=%d "
 373                       "xrel=%d yrel=%d (speed_d=%d)",
 374                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel, mainboard.speed_d);
 375                 sensor_obstacle_disable();
 376                 return 1;
 377         }
 378         /* opponent is behind us */
 379         if (mainboard.speed_d < 0 && (opp_a < 215 && opp_a > 145)) {
 380                 DEBUG(E_USER_STRAT, "opponent behind d=%d, a=%d xrel=%d yrel=%d",
 381                       opp_d, opp_a, x_rel, y_rel);
 382                 sensor_obstacle_disable();
 383                 return 1;
 384         }
 385
 386         return 0;
 387 }
 388
 389 void interrupt_traj(void)
 390 {
 391         traj_intr = 1;
 392 }
 393
 394 void interrupt_traj_reset(void)
 395 {
 396         traj_intr = 0;
 397 }
 398
 399 uint8_t test_traj_end(uint8_t why)
 400 {
 401         uint16_t cur_timer;
 402         point_t robot_pt;
 403
 404         robot_pt.x = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 405         robot_pt.y = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 406
 407         /* trigger an event at 3 sec before the end of the match if we
 408          * have balls in the barrel */
 409         cur_timer = time_get_s();
 410
 411         if ((mainboard.flags & DO_TIMER) && (why & END_TIMER)) {
 412                 /* end of match */
 413                 if (cur_timer >= MATCH_TIME)
 414                         return END_TIMER;
 415         }
 416
 417         if ((why & END_INTR) && traj_intr) {
 418                 interrupt_traj_reset();
 419                 return END_INTR;
 420         }
 421
 422         if ((why & END_TRAJ) && trajectory_finished(&mainboard.traj))
 423                 return END_TRAJ;
 424
 425         /* we are near the destination point (depends on current
 426          * speed) AND the robot is in the area bounding box. */
 427         if (why & END_NEAR) {
 428                 int16_t d_near = 100;
 429
 430                 if (mainboard.speed_d > 2000)
 431                         d_near = 150;
 432
 433                 if (trajectory_in_window(&mainboard.traj, d_near, RAD(5.0)) &&
 434                     is_in_boundingbox(&robot_pt))
 435                         return END_NEAR;
 436         }
 437
 438         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.angle.bd)) {
 439                 strat_hardstop();
 440                 return END_BLOCKING;
 441         }
 442
 443         if ((why & END_BLOCKING) && bd_get(&mainboard.distance.bd)) {
 444                 strat_hardstop();
 445                 return END_BLOCKING;
 446         }
 447
 448         if ((why & END_OBSTACLE) && strat_obstacle()) {
 449                 strat_hardstop();
 450                 return END_OBSTACLE;
 451         }
 452
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 uint8_t __wait_traj_end_debug(uint8_t why, uint16_t line)
 457 {
 458         uint8_t ret = 0;
 459         int16_t opp_x, opp_y, opp_d, opp_a;
 460
 461         while (ret == 0)
 462                 ret = test_traj_end(why);
 463
 464         if (ret == END_OBSTACLE) {
 465                 if (get_opponent_xyda(&opp_x, &opp_y,
 466                                       &opp_d, &opp_a) == 0)
 467                         DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d"
 468                               " xy=(%d,%d) da=(%d,%d)", get_err(ret),
 469                               line, opp_x, opp_y, opp_d, opp_a);
 470         }
 471         else {
 472                 DEBUG(E_USER_STRAT, "Got %s at line %d",
 473                       get_err(ret), line);
 474         }
 475         return ret;
 476 }