projects/microb2010/mainboard/strat_corn.c

   1 /*
   2  *  Copyright Droids, Microb Technology (2010)
   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.c,v 1.6 2009-11-08 17:24:33 zer0 Exp $
  19  *
  20  *  Olivier MATZ <zer0@droids-corp.org>
  21  */
  22
  23
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <stdint.h>
  27 #include <math.h>
  28
  29 #include <aversive.h>
  30 #include <aversive/error.h>
  31 #include <aversive/pgmspace.h>
  32
  33 #include <ax12.h>
  34 #include <uart.h>
  35 #include <pwm_ng.h>
  36 #include <clock_time.h>
  37 #include <spi.h>
  38
  39 #include <pid.h>
  40 #include <quadramp.h>
  41 #include <control_system_manager.h>
  42 #include <trajectory_manager.h>
  43 #include <trajectory_manager_utils.h>
  44 #include <trajectory_manager_core.h>
  45 #include <vect_base.h>
  46 #include <lines.h>
  47 #include <polygon.h>
  48 #include <obstacle_avoidance.h>
  49 #include <blocking_detection_manager.h>
  50 #include <robot_system.h>
  51 #include <position_manager.h>
  52
  53 #include <diagnostic.h>
  54
  55 #include <rdline.h>
  56 #include <parse.h>
  57
  58 #include "../common/i2c_commands.h"
  59 #include "i2c_protocol.h"
  60 #include "main.h"
  61 #include "strat.h"
  62 #include "strat_db.h"
  63 #include "strat_base.h"
  64 #include "strat_corn.h"
  65 #include "strat_avoid.h"
  66 #include "strat_utils.h"
  67 #include "sensor.h"
  68 #include "actuator.h"
  69
  70 static volatile uint8_t clitoid_slow = 0;
  71
  72 /* return 1 if there is a corn near, and fill the index ptr */
  73 int8_t corn_is_near(uint8_t *corn_idx, uint8_t side)
  74 {
  75         /* XXX to be checked */
  76 #define SENSOR_CORN_DIST  225
  77 #define SENSOR_CORN_ANGLE 90
  78         double x = position_get_x_double(&mainboard.pos);
  79         double y = position_get_y_double(&mainboard.pos);
  80         double a_rad = position_get_a_rad_double(&mainboard.pos);
  81         double x_corn, y_corn;
  82         int16_t x_corn_int, y_corn_int;
  83         struct waypoint_db *wp;
  84
  85         if (side == I2C_LEFT_SIDE) {
  86                 x_corn = x + cos(a_rad + RAD(SENSOR_CORN_ANGLE)) * SENSOR_CORN_DIST;
  87                 y_corn = y + sin(a_rad + RAD(SENSOR_CORN_ANGLE)) * SENSOR_CORN_DIST;
  88         }
  89         else {
  90                 x_corn = x + cos(a_rad + RAD(-SENSOR_CORN_ANGLE)) * SENSOR_CORN_DIST;
  91                 y_corn = y + sin(a_rad + RAD(-SENSOR_CORN_ANGLE)) * SENSOR_CORN_DIST;
  92         }
  93         x_corn_int = x_corn;
  94         y_corn_int = y_corn;
  95
  96         wp = xycoord_to_corn_idx(&x_corn_int, &y_corn_int);
  97         if (wp == NULL)
  98                 return 0;
  99         *corn_idx = wp->corn.idx;
 100         return 1;
 101 }
 102
 103 /* fill 2 points that are on the line (num, dir) */
 104 static void num2line(struct line_2pts *l, uint8_t num, uint8_t dir)
 105 {
 106         float n = num;
 107
 108         switch (dir) {
 109
 110         case LINE_UP:
 111                 l->p1.x = n * 450 + 375;
 112                 l->p1.y = COLOR_Y(0);
 113                 l->p2.x = n * 450 + 375;
 114                 l->p2.y = COLOR_Y(2100);
 115                 break;
 116         case LINE_DOWN:
 117                 l->p1.x = n * 450 + 375;
 118                 l->p1.y = COLOR_Y(2100);
 119                 l->p2.x = n * 450 + 375;
 120                 l->p2.y = COLOR_Y(0);
 121                 break;
 122         case LINE_R_UP:
 123                 l->p1.x = 150;
 124                 l->p1.y = COLOR_Y(-n * 500 + 1472);
 125                 l->p2.x = 2850;
 126                 l->p2.y = COLOR_Y((-n + 4) * 500 + 972);
 127                 break;
 128         case LINE_L_DOWN:
 129                 l->p1.x = 2850;
 130                 l->p1.y = COLOR_Y((-n + 4) * 500 + 972);
 131                 l->p2.x = 150;
 132                 l->p2.y = COLOR_Y(-n * 500 + 1472);
 133                 break;
 134         case LINE_L_UP:
 135                 l->p1.x = 2850;
 136                 l->p1.y = COLOR_Y(-n * 500 + 1472);
 137                 l->p2.x = 150;
 138                 l->p2.y = COLOR_Y((-n + 4) * 500 + 972);
 139                 break;
 140         case LINE_R_DOWN:
 141                 l->p1.x = 150;
 142                 l->p1.y = COLOR_Y((-n + 4) * 500 + 972);
 143                 l->p2.x = 2850;
 144                 l->p2.y = COLOR_Y(-n * 500 + 1472);
 145                 break;
 146         default:
 147                 break;
 148         }
 149 }
 150
 151 /* return true if we must go slow */
 152 static uint8_t clitoid_select_speed(uint8_t num1, uint8_t dir1,
 153                                     uint8_t num2, uint8_t dir2)
 154 {
 155         int16_t x, y;
 156         uint8_t i, j;
 157         uint8_t i2, i3, j2, j3; /* next wp */
 158
 159         x = position_get_x_s16(&mainboard.pos);
 160         y = position_get_y_s16(&mainboard.pos);
 161
 162         if (get_cob_count() >= 5)
 163                 return 0; /* fast */
 164
 165         if (xycoord_to_ijcoord(&x, &y, &i, &j) < 0) {
 166                 DEBUG(E_USER_STRAT, "%s(): cannot find waypoint at %d,%d",
 167                       __FUNCTION__, x, y);
 168                 return 1;
 169         }
 170
 171 /*      if (time_get_s() > 32) */
 172 /*              DEBUG(E_USER_STRAT, "i,j = (%d %d), count=%d", i, j, */
 173 /*                    corn_count_neigh(i, j)); */
 174
 175         if (corn_count_neigh(i, j) == 2)
 176                 return 1;
 177
 178         /* we are on intersection, let's go slow... but as we enter in
 179          * the curve-part of the clitoid, we should not go there */
 180         if (wp_belongs_to_line(i, j, num2, dir2))
 181                 return 0;
 182
 183         /* we can ge fast if it's a 60deg angle and if we checked the
 184          * current point */
 185         if (is_60deg(dir1, dir2))
 186                 return 0;
 187
 188         /* get next point */
 189         if (wp_get_neigh(i, j, &i2, &j2, dir1) < 0) {
 190                 DEBUG(E_USER_STRAT, "%s(): cannot get neigh1",
 191                       __FUNCTION__);
 192                 return 1;
 193         }
 194
 195         /* if (i2, j2) belongs to next line, check corns */
 196         if (wp_belongs_to_line(i2, j2, num2, dir2)) {
 197                 if (corn_count_neigh(i2, j2) > 0)
 198                         return 1;
 199                 else
 200                         return 0;
 201         }
 202
 203         /* get next point */
 204         if (wp_get_neigh(i2, j2, &i3, &j3, dir1) < 0) {
 205                 DEBUG(E_USER_STRAT, "%s(): cannot get neigh2",
 206                       __FUNCTION__);
 207                 return 1;
 208         }
 209
 210         /* if (i3, j3) belongs to next line, check corns */
 211         if (wp_belongs_to_line(i3, j3, num2, dir2)) {
 212                 if (corn_count_neigh(i2, j2) > 0 ||
 213                     corn_count_neigh(i3, j3) > 0)
 214                         return 1;
 215                 else
 216                         return 0;
 217         }
 218
 219         /* go fast */
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 /*
 224  * handle speed before clitoid (on the line), depending on strat_db.
 225  * return true if clitoid started
 226  */
 227 #define NORETURN_DIST 300
 228 static uint8_t speedify_clitoid(uint8_t num1, uint8_t dir1,
 229                                 uint8_t num2, uint8_t dir2)
 230 {
 231         uint8_t slow;
 232         double turnx, turny;
 233
 234         slow = clitoid_select_speed(num1, dir1, num2, dir2);
 235         if (slow != clitoid_slow) {
 236                 turnx = mainboard.traj.target.line.turn_pt.x;
 237                 turny = mainboard.traj.target.line.turn_pt.y;
 238                 if (distance_from_robot(turnx, turny) > NORETURN_DIST) {
 239                         clitoid_slow = slow;
 240                         return 1;
 241                 }
 242         }
 243
 244         return trajectory_get_state(&mainboard.traj) == RUNNING_CLITOID_CURVE;
 245 }
 246
 247 /* process the clitoid parameters, return 0 on success or -1 if
 248  * clitoid cannot be executed. pack_spickles is set to I2C_LEFT_SIDE,
 249  * I2C_RIGHT_SIDE or I2C_NO_SIDE to tell if we need to pack a specific
 250  * spickle. */
 251 static int8_t strat_calc_clitoid(uint8_t num1, uint8_t dir1,
 252                                  uint8_t num2, uint8_t dir2,
 253                                  uint8_t *pack_spickles)
 254 {
 255         double line1_a_rad, line1_a_deg, line2_a_rad;
 256         double diff_a_deg, diff_a_deg_abs, beta_deg;
 257         double radius;
 258         struct line_2pts l1, l2;
 259         line_t ll1, ll2;
 260         point_t p;
 261         int8_t ret;
 262
 263         /* convert to 2 points */
 264         num2line(&l1, num1, dir1);
 265         num2line(&l2, num2, dir2);
 266
 267         DEBUG(E_USER_STRAT, "line1: (%2.2f, %2.2f) -> (%2.2f, %2.2f)",
 268               l1.p1.x, l1.p1.y, l1.p2.x, l1.p2.y);
 269         DEBUG(E_USER_STRAT, "line2: (%2.2f, %2.2f) -> (%2.2f, %2.2f)",
 270               l2.p1.x, l2.p1.y, l2.p2.x, l2.p2.y);
 271
 272         /* convert to line eq and find intersection */
 273         pts2line(&l1.p1, &l1.p2, &ll1);
 274         pts2line(&l2.p1, &l2.p2, &ll2);
 275         intersect_line(&ll1, &ll2, &p);
 276
 277         line1_a_rad = atan2(l1.p2.y - l1.p1.y,
 278                             l1.p2.x - l1.p1.x);
 279         line1_a_deg = DEG(line1_a_rad);
 280         line2_a_rad = atan2(l2.p2.y - l2.p1.y,
 281                             l2.p2.x - l2.p1.x);
 282         diff_a_deg = DEG(line2_a_rad - line1_a_rad);
 283         if (diff_a_deg < -180) {
 284                 diff_a_deg += 360;
 285         }
 286         else if (diff_a_deg > 180) {
 287                 diff_a_deg -= 360;
 288         }
 289         diff_a_deg_abs = fabs(diff_a_deg);
 290
 291 /*      printf_P(PSTR("diff_a_deg=%2.2f\r\n"), diff_a_deg_abs); */
 292 /*      printf_P(PSTR("inter=%2.2f,%2.2f\r\n"), p.x, p.y); */
 293
 294         *pack_spickles = I2C_NO_SIDE;
 295
 296         /* small angle, 60 deg */
 297         if (diff_a_deg_abs < 70.) {
 298                 radius = 150;
 299                 if (diff_a_deg > 0) {
 300                         beta_deg = 0;
 301                         *pack_spickles = I2C_RIGHT_SIDE;
 302                 }
 303                 else {
 304                         beta_deg = 0;
 305                         *pack_spickles = I2C_RIGHT_SIDE;
 306                 }
 307         }
 308         /* double 90 deg for half turn -- not used */
 309         else if (diff_a_deg_abs < 100.) {
 310                 radius = 100;
 311                 if (diff_a_deg > 0)
 312                         beta_deg = 40;
 313                 else
 314                         beta_deg = -40;
 315         }
 316         /* hard turn, 120 deg */
 317         else {
 318                 radius = 120;//75;
 319                 if (diff_a_deg > 0)
 320                         beta_deg = 0;
 321                 else
 322                         beta_deg = 0;
 323         }
 324
 325         clitoid_slow = clitoid_select_speed(num1, dir1, num2, dir2);
 326         if (clitoid_slow) {
 327                 DEBUG(E_USER_STRAT, "slow clito");
 328                 strat_set_speed(SPEED_CLITOID_SLOW, SPEED_ANGLE_SLOW);
 329         }
 330         else {
 331                 DEBUG(E_USER_STRAT, "fast clito");
 332                 strat_set_speed(SPEED_CLITOID_FAST, SPEED_ANGLE_SLOW);
 333         }
 334
 335         /* XXX check return value !! */
 336         ret = trajectory_clitoid(&mainboard.traj, l1.p1.x, l1.p1.y,
 337                                  line1_a_deg, 150., diff_a_deg, beta_deg,
 338                                  radius, xy_norm(l1.p1.x, l1.p1.y,
 339                                                  p.x, p.y));
 340         return ret;
 341 }
 342
 343 /* go from line num1,dir1 to line num2,dir2. Uses trjectory flags
 344  * specified as argument and return END_xxx condition */
 345 uint8_t line2line(uint8_t num1, uint8_t dir1, uint8_t num2,
 346                   uint8_t dir2, uint8_t flags)
 347 {
 348         int8_t ret;
 349         uint8_t err, pack_spickles;
 350
 351  reprocess:
 352         ret = strat_calc_clitoid(num1, dir1, num2, dir2, &pack_spickles);
 353         if (ret < 0)
 354                 DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid failed");
 355
 356         /* XXX what to do if cobboard is stucked */
 357
 358         /* wait beginning of clitoid or changing of speed */
 359         err = WAIT_COND_OR_TRAJ_END(speedify_clitoid(num1, dir1,
 360                                                      num2, dir2),
 361                                     flags);
 362
 363         /* the speed has to change */
 364         if (trajectory_get_state(&mainboard.traj) != RUNNING_CLITOID_CURVE)
 365                 goto reprocess;
 366
 367         DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid started err=%d pack_spickles=%d",
 368               err, pack_spickles);
 369
 370         /* when clitoid starts and angle is 60 deg, pack external
 371          * spickle */
 372         if (err == 0) {
 373                 if (pack_spickles == I2C_LEFT_SIDE)
 374                         strat_lpack60 = 1;
 375                 else if (pack_spickles == I2C_RIGHT_SIDE)
 376                         strat_rpack60 = 1;
 377
 378                 /* wait end of clitoid */
 379                 err = wait_traj_end(flags);
 380         }
 381
 382         DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid finished");
 383
 384         strat_rpack60 = 0;
 385         strat_lpack60 = 0;
 386         return err;
 387 }
 388