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 (corn_count_neigh(i, j) == 2)
 172                 return 1;
 173
 174         /* we are on intersection, let's go slow... but as we enter in
 175          * the curve-part of the clitoid, we should not go there */
 176         if (wp_belongs_to_line(i, j, num2, dir2))
 177                 return 0;
 178
 179         /* we can ge fast if it's a 60deg angle and if we checked the
 180          * current point */
 181         if (is_60deg(dir1, dir2))
 182                 return 0;
 183
 184         /* get next point */
 185         if (wp_get_neigh(i, j, &i2, &j2, dir1) < 0) {
 186                 DEBUG(E_USER_STRAT, "%s(): cannot get neigh1",
 187                       __FUNCTION__);
 188                 return 1;
 189         }
 190
 191         /* if (i2, j2) belongs to next line, check corns */
 192         if (wp_belongs_to_line(i2, j2, num2, dir2)) {
 193                 if (corn_count_neigh(i2, j2) > 0)
 194                         return 1;
 195                 else
 196                         return 0;
 197         }
 198
 199         /* get next point */
 200         if (wp_get_neigh(i2, j2, &i3, &j3, dir1) < 0) {
 201                 DEBUG(E_USER_STRAT, "%s(): cannot get neigh2",
 202                       __FUNCTION__);
 203                 return 1;
 204         }
 205
 206         /* if (i3, j3) belongs to next line, check corns */
 207         if (wp_belongs_to_line(i3, j3, num2, dir2)) {
 208                 if (corn_count_neigh(i2, j2) > 0 ||
 209                     corn_count_neigh(i3, j3) > 0)
 210                         return 1;
 211                 else
 212                         return 0;
 213         }
 214
 215         /* go fast */
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 /*
 220  * handle speed before clitoid (on the line), depending on strat_db.
 221  * return true if clitoid started
 222  */
 223 #define NORETURN_DIST 300
 224 static uint8_t speedify_clitoid(uint8_t num1, uint8_t dir1,
 225                                 uint8_t num2, uint8_t dir2)
 226 {
 227         uint8_t slow;
 228         double turnx, turny;
 229
 230         slow = clitoid_select_speed(num1, dir1, num2, dir2);
 231         if (slow != clitoid_slow) {
 232                 turnx = mainboard.traj.target.line.turn_pt.x;
 233                 turny = mainboard.traj.target.line.turn_pt.y;
 234                 if (distance_from_robot(turnx, turny) > NORETURN_DIST) {
 235                         clitoid_slow = slow;
 236                         return 1;
 237                 }
 238         }
 239
 240         return trajectory_get_state(&mainboard.traj) == RUNNING_CLITOID_CURVE;
 241 }
 242
 243 /* process the clitoid parameters, return 0 on success or -1 if
 244  * clitoid cannot be executed. pack_spickles is set to I2C_LEFT_SIDE,
 245  * I2C_RIGHT_SIDE or I2C_NO_SIDE to tell if we need to pack a specific
 246  * spickle. */
 247 static int8_t strat_calc_clitoid(uint8_t num1, uint8_t dir1,
 248                                  uint8_t num2, uint8_t dir2,
 249                                  uint8_t *pack_spickles)
 250 {
 251         double line1_a_rad, line1_a_deg, line2_a_rad;
 252         double diff_a_deg, diff_a_deg_abs, beta_deg;
 253         double radius;
 254         struct line_2pts l1, l2;
 255         line_t ll1, ll2;
 256         point_t p;
 257         int8_t ret;
 258
 259         /* convert to 2 points */
 260         num2line(&l1, num1, dir1);
 261         num2line(&l2, num2, dir2);
 262
 263         DEBUG(E_USER_STRAT, "line1: (%2.2f, %2.2f) -> (%2.2f, %2.2f)",
 264               l1.p1.x, l1.p1.y, l1.p2.x, l1.p2.y);
 265         DEBUG(E_USER_STRAT, "line2: (%2.2f, %2.2f) -> (%2.2f, %2.2f)",
 266               l2.p1.x, l2.p1.y, l2.p2.x, l2.p2.y);
 267
 268         /* convert to line eq and find intersection */
 269         pts2line(&l1.p1, &l1.p2, &ll1);
 270         pts2line(&l2.p1, &l2.p2, &ll2);
 271         intersect_line(&ll1, &ll2, &p);
 272
 273         line1_a_rad = atan2(l1.p2.y - l1.p1.y,
 274                             l1.p2.x - l1.p1.x);
 275         line1_a_deg = DEG(line1_a_rad);
 276         line2_a_rad = atan2(l2.p2.y - l2.p1.y,
 277                             l2.p2.x - l2.p1.x);
 278         diff_a_deg = DEG(line2_a_rad - line1_a_rad);
 279         if (diff_a_deg < -180) {
 280                 diff_a_deg += 360;
 281         }
 282         else if (diff_a_deg > 180) {
 283                 diff_a_deg -= 360;
 284         }
 285         diff_a_deg_abs = fabs(diff_a_deg);
 286
 287 /*      printf_P(PSTR("diff_a_deg=%2.2f\r\n"), diff_a_deg_abs); */
 288 /*      printf_P(PSTR("inter=%2.2f,%2.2f\r\n"), p.x, p.y); */
 289
 290         *pack_spickles = I2C_NO_SIDE;
 291
 292         /* small angle, 60 deg */
 293         if (diff_a_deg_abs < 70.) {
 294                 radius = 150;
 295                 if (diff_a_deg > 0) {
 296                         beta_deg = 0;
 297                         *pack_spickles = I2C_RIGHT_SIDE;
 298                 }
 299                 else {
 300                         beta_deg = 0;
 301                         *pack_spickles = I2C_RIGHT_SIDE;
 302                 }
 303         }
 304         /* double 90 deg for half turn -- not used */
 305         else if (diff_a_deg_abs < 100.) {
 306                 radius = 100;
 307                 if (diff_a_deg > 0)
 308                         beta_deg = 40;
 309                 else
 310                         beta_deg = -40;
 311         }
 312         /* hard turn, 120 deg */
 313         else {
 314                 radius = 75;
 315                 if (diff_a_deg > 0)
 316                         beta_deg = 0;
 317                 else
 318                         beta_deg = 0;
 319         }
 320
 321         clitoid_slow = clitoid_select_speed(num1, dir1, num2, dir2);
 322         if (clitoid_slow) {
 323                 DEBUG(E_USER_STRAT, "slow clito");
 324                 strat_set_speed(SPEED_CLITOID_SLOW, SPEED_ANGLE_SLOW);
 325         }
 326         else {
 327                 DEBUG(E_USER_STRAT, "fast clito");
 328                 strat_set_speed(SPEED_CLITOID_FAST, SPEED_ANGLE_SLOW);
 329         }
 330
 331         ret = trajectory_clitoid(&mainboard.traj, l1.p1.x, l1.p1.y,
 332                                  line1_a_deg, 150., diff_a_deg, beta_deg,
 333                                  radius, xy_norm(l1.p1.x, l1.p1.y,
 334                                                  p.x, p.y));
 335         return ret;
 336 }
 337
 338 /* go from line num1,dir1 to line num2,dir2. Uses trjectory flags
 339  * specified as argument and return END_xxx condition */
 340 uint8_t line2line(uint8_t num1, uint8_t dir1, uint8_t num2,
 341                   uint8_t dir2, uint8_t flags)
 342 {
 343         int8_t ret;
 344         uint8_t err, pack_spickles;
 345
 346  reprocess:
 347         ret = strat_calc_clitoid(num1, dir1, num2, dir2, &pack_spickles);
 348         if (ret < 0) {
 349                 DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid failed");
 350                 return END_ERROR;
 351         }
 352
 353         /* XXX what to do if cobboard is stucked */
 354
 355         /* wait beginning of clitoid or changing of speed */
 356         err = WAIT_COND_OR_TRAJ_END(speedify_clitoid(num1, dir1,
 357                                                      num2, dir2),
 358                                     flags);
 359
 360         /* error during traj, or traj finished */
 361         if (err != 0)
 362                 return err;
 363
 364         /* the speed has to change */
 365         if (err == 0 &&
 366             trajectory_get_state(&mainboard.traj) != RUNNING_CLITOID_CURVE)
 367                 goto reprocess;
 368
 369         DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid started err=%d pack_spickles=%d",
 370               err, pack_spickles);
 371
 372         /* when clitoid starts and angle is 60 deg, pack external
 373          * spickle */
 374         if (err == 0) {
 375                 if (pack_spickles == I2C_LEFT_SIDE)
 376                         strat_lpack60 = 1;
 377                 else if (pack_spickles == I2C_RIGHT_SIDE)
 378                         strat_rpack60 = 1;
 379
 380                 /* wait end of clitoid */
 381                 err = wait_traj_end(flags);
 382         }
 383
 384         DEBUG(E_USER_STRAT, "clitoid finished, err=%d", err);
 385
 386         strat_rpack60 = 0;
 387         strat_lpack60 = 0;
 388         return err;
 389 }
 390