src/AIModel/AIAircraft.cxx

   1 // FGAIAircraft - FGAIBase-derived class creates an AI airplane
   2 //
   3 // Written by David Culp, started October 2003.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2003  David P. Culp - davidculp2@comcast.net
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 #  include <config.h>
  23 #endif
  24
  25 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  26 #include <Main/fg_props.hxx>
  27 #include <Main/globals.hxx>
  28 #include <Scenery/scenery.hxx>
  29 #include <string>
  30 #include <math.h>
  31
  32 SG_USING_STD(string);
  33
  34 #include "AIAircraft.hxx"
  35
  36 //
  37 // accel, decel, climb_rate, descent_rate, takeoff_speed, climb_speed,
  38 // cruise_speed, descent_speed, land_speed
  39 //
  40 const FGAIAircraft::PERF_STRUCT FGAIAircraft::settings[] = {
  41     // light aircraft
  42     {2.0, 2.0,  450.0, 1000.0,  70.0,  80.0, 100.0,  80.0,  60.0},
  43     // ww2_fighter
  44     {4.0, 2.0, 3000.0, 1500.0, 110.0, 180.0, 250.0, 200.0, 100.0},
  45     // jet_transport
  46     {5.0, 2.0, 3000.0, 1500.0, 140.0, 300.0, 430.0, 300.0, 130.0},
  47     // jet_fighter
  48     {7.0, 3.0, 4000.0, 2000.0, 150.0, 350.0, 500.0, 350.0, 150.0}
  49 };
  50
  51
  52 FGAIAircraft *FGAIAircraft::_self = NULL;
  53
  54 FGAIAircraft::FGAIAircraft() {
  55    _self = this;
  56
  57    // set heading and altitude locks
  58    hdg_lock = false;
  59    alt_lock = false;
  60    _type_str = "aircraft";
  61 }
  62
  63
  64 FGAIAircraft::~FGAIAircraft() {
  65     _self = NULL;
  66 }
  67
  68
  69 bool FGAIAircraft::init() {
  70    return FGAIBase::init();
  71 }
  72
  73 void FGAIAircraft::bind() {
  74     FGAIBase::bind();
  75
  76     props->tie("controls/gear/gear-down",
  77                SGRawValueFunctions<bool>(FGAIAircraft::_getGearDown));
  78
  79 /*
  80     props->getNode("controls/lighting/landing-lights", true)
  81            ->alias("controls/gear/gear-down");
  82 */
  83 }
  84
  85 void FGAIAircraft::unbind() {
  86     FGAIBase::unbind();
  87
  88     props->untie("controls/gear/gear-down");
  89 //    props->getNode("controls/lighting/landing-lights")->unalias();
  90 }
  91
  92
  93 void FGAIAircraft::update(double dt) {
  94
  95    Run(dt);
  96    Transform();
  97    FGAIBase::update(dt);
  98 }
  99
 100 void FGAIAircraft::SetPerformance(const PERF_STRUCT *ps) {
 101
 102    performance = ps;
 103 }
 104
 105
 106 void FGAIAircraft::Run(double dt) {
 107
 108    FGAIAircraft::dt = dt;
 109
 110    double turn_radius_ft;
 111    double turn_circum_ft;
 112    double speed_north_deg_sec;
 113    double speed_east_deg_sec;
 114    double ft_per_deg_lon;
 115    double ft_per_deg_lat;
 116    double dist_covered_ft;
 117    double alpha;
 118
 119    // get size of a degree at this latitude
 120    ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(pos.lat()/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 121    ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(pos.lat() / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 122
 123    // adjust speed
 124    double speed_diff = tgt_speed - speed;
 125    if (fabs(speed_diff) > 0.2) {
 126      if (speed_diff > 0.0) speed += performance->accel * dt;
 127      if (speed_diff < 0.0) speed -= performance->decel * dt;
 128    }
 129
 130    // convert speed to degrees per second
 131    speed_north_deg_sec = cos( hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES )
 132                           * speed * 1.686 / ft_per_deg_lat;
 133    speed_east_deg_sec  = sin( hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES )
 134                           * speed * 1.686 / ft_per_deg_lon;
 135
 136    // set new position
 137    pos.setlat( pos.lat() + speed_north_deg_sec * dt);
 138    pos.setlon( pos.lon() + speed_east_deg_sec * dt);
 139
 140    // adjust heading based on current bank angle
 141    if (roll != 0.0) {
 142      turn_radius_ft = 0.088362 * speed * speed
 143                        / tan( fabs(roll) / SG_RADIANS_TO_DEGREES );
 144      turn_circum_ft = SGD_2PI * turn_radius_ft;
 145      dist_covered_ft = speed * 1.686 * dt;
 146      alpha = dist_covered_ft / turn_circum_ft * 360.0;
 147      hdg += alpha * sign( roll );
 148      if ( hdg > 360.0 ) hdg -= 360.0;
 149      if ( hdg < 0.0) hdg += 360.0;
 150    }
 151
 152    // adjust target bank angle if heading lock engaged
 153    if (hdg_lock) {
 154      double bank_sense = 0.0;
 155      double diff = fabs(hdg - tgt_heading);
 156      if (diff > 180) diff = fabs(diff - 360);
 157      double sum = hdg + diff;
 158      if (sum > 360.0) sum -= 360.0;
 159      if (fabs(sum - tgt_heading) < 1.0) {
 160        bank_sense = 1.0;
 161      } else {
 162        bank_sense = -1.0;
 163      }
 164      if (diff < 30) tgt_roll = diff * bank_sense;
 165    }
 166
 167    // adjust bank angle
 168    double bank_diff = tgt_roll - roll;
 169    if (fabs(bank_diff) > 0.2) {
 170      if (bank_diff > 0.0) roll += 5.0 * dt;
 171      if (bank_diff < 0.0) roll -= 5.0 * dt;
 172    }
 173
 174    // adjust altitude (meters) based on current vertical speed (fpm)
 175    altitude += vs * 0.0166667 * dt * SG_FEET_TO_METER;
 176
 177    // find target vertical speed if altitude lock engaged
 178    if (alt_lock) {
 179      double altitude_ft = altitude * SG_METER_TO_FEET;
 180      if (altitude_ft < tgt_altitude) {
 181        tgt_vs = tgt_altitude - altitude_ft;
 182        if (tgt_vs > performance->climb_rate)
 183          tgt_vs = performance->climb_rate;
 184      } else {
 185        tgt_vs = tgt_altitude - altitude_ft;
 186        if (tgt_vs  < (-performance->descent_rate))
 187          tgt_vs = -performance->descent_rate;
 188      }
 189    }
 190
 191    // adjust vertical speed
 192    double vs_diff = tgt_vs - vs;
 193    if (fabs(vs_diff) > 1.0) {
 194      if (vs_diff > 0.0) {
 195        vs += 400.0 * dt;
 196        if (vs > tgt_vs) vs = tgt_vs;
 197      } else {
 198        vs -= 300.0 * dt;
 199        if (vs < tgt_vs) vs = tgt_vs;
 200      }
 201    }
 202
 203    // match pitch angle to vertical speed
 204    pitch = vs * 0.005;
 205
 206 }
 207
 208
 209 void FGAIAircraft::AccelTo(double speed) {
 210    tgt_speed = speed;
 211 }
 212
 213
 214 void FGAIAircraft::PitchTo(double angle) {
 215    tgt_pitch = angle;
 216    alt_lock = false;
 217 }
 218
 219
 220 void FGAIAircraft::RollTo(double angle) {
 221    tgt_roll = angle;
 222    hdg_lock = false;
 223 }
 224
 225
 226 void FGAIAircraft::YawTo(double angle) {
 227    tgt_yaw = angle;
 228 }
 229
 230
 231 void FGAIAircraft::ClimbTo(double altitude) {
 232    tgt_altitude = altitude;
 233    alt_lock = true;
 234 }
 235
 236
 237 void FGAIAircraft::TurnTo(double heading) {
 238    tgt_heading = heading;
 239    hdg_lock = true;
 240 }
 241
 242
 243 double FGAIAircraft::sign(double x) {
 244
 245   if ( x < 0.0 ) { return -1.0; }
 246   else { return 1.0; }
 247 }