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 const FGAIAircraft::PERF_STRUCT FGAIAircraft::settings[] = {
  38     // light aircraft
  39     {2.0, 2.0,  450.0, 1000.0,  70.0,  80.0, 100.0,  80.0,  60.0},
  40     // ww2_fighter
  41     {4.0, 2.0, 3000.0, 1500.0, 110.0, 180.0, 250.0, 200.0, 100.0},
  42     // jet_transport
  43     {5.0, 2.0, 3000.0, 1500.0, 140.0, 300.0, 430.0, 300.0, 130.0},
  44     // jet_fighter
  45     {7.0, 3.0, 4000.0, 2000.0, 150.0, 350.0, 500.0, 350.0, 150.0}
  46 };
  47
  48
  49 FGAIAircraft::FGAIAircraft() {
  50
  51    // set heading and altitude locks
  52    hdg_lock = false;
  53    alt_lock = false;
  54    _type_str = "aircraft";
  55 }
  56
  57
  58 FGAIAircraft::~FGAIAircraft() {
  59 }
  60
  61
  62 bool FGAIAircraft::init() {
  63    return FGAIBase::init();
  64 }
  65
  66 void FGAIAircraft::bind() {
  67     FGAIBase::bind();
  68 }
  69
  70 void FGAIAircraft::unbind() {
  71     FGAIBase::unbind();
  72 }
  73
  74
  75 void FGAIAircraft::update(double dt) {
  76
  77    Run(dt);
  78    Transform();
  79    FGAIBase::update(dt);
  80 }
  81
  82 void FGAIAircraft::SetPerformance(const PERF_STRUCT *ps) {
  83
  84    performance = ps;
  85 }
  86
  87
  88 void FGAIAircraft::Run(double dt) {
  89
  90    FGAIAircraft::dt = dt;
  91
  92    double turn_radius_ft;
  93    double turn_circum_ft;
  94    double speed_north_deg_sec;
  95    double speed_east_deg_sec;
  96    double ft_per_deg_lon;
  97    double ft_per_deg_lat;
  98    double dist_covered_ft;
  99    double alpha;
 100
 101    // get size of a degree at this latitude
 102    ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(pos.lat()/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 103    ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(pos.lat() / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 104
 105    // adjust speed
 106    double speed_diff = tgt_speed - speed;
 107    if (fabs(speed_diff) > 0.2) {
 108      if (speed_diff > 0.0) speed += performance->accel * dt;
 109      if (speed_diff < 0.0) speed -= performance->decel * dt;
 110    }
 111
 112    // convert speed to degrees per second
 113    speed_north_deg_sec = cos( hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES )
 114                           * speed * 1.686 / ft_per_deg_lat;
 115    speed_east_deg_sec  = sin( hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES )
 116                           * speed * 1.686 / ft_per_deg_lon;
 117
 118    // set new position
 119    pos.setlat( pos.lat() + speed_north_deg_sec * dt);
 120    pos.setlon( pos.lon() + speed_east_deg_sec * dt);
 121
 122    // adjust heading based on current bank angle
 123    if (roll != 0.0) {
 124      turn_radius_ft = 0.088362 * speed * speed
 125                        / tan( fabs(roll) / SG_RADIANS_TO_DEGREES );
 126      turn_circum_ft = SGD_2PI * turn_radius_ft;
 127      dist_covered_ft = speed * 1.686 * dt;
 128      alpha = dist_covered_ft / turn_circum_ft * 360.0;
 129      hdg += alpha * sign( roll );
 130      if ( hdg > 360.0 ) hdg -= 360.0;
 131      if ( hdg < 0.0) hdg += 360.0;
 132    }
 133
 134    // adjust target bank angle if heading lock engaged
 135    if (hdg_lock) {
 136      double bank_sense = 0.0;
 137      double diff = fabs(hdg - tgt_heading);
 138      if (diff > 180) diff = fabs(diff - 360);
 139      double sum = hdg + diff;
 140      if (sum > 360.0) sum -= 360.0;
 141      if (fabs(sum - tgt_heading) < 1.0) {
 142        bank_sense = 1.0;
 143      } else {
 144        bank_sense = -1.0;
 145      }
 146      if (diff < 30) tgt_roll = diff * bank_sense;
 147    }
 148
 149    // adjust bank angle
 150    double bank_diff = tgt_roll - roll;
 151    if (fabs(bank_diff) > 0.2) {
 152      if (bank_diff > 0.0) roll += 5.0 * dt;
 153      if (bank_diff < 0.0) roll -= 5.0 * dt;
 154    }
 155
 156    // adjust altitude (meters) based on current vertical speed (fpm)
 157    altitude += vs * 0.0166667 * dt * SG_FEET_TO_METER;
 158
 159    // find target vertical speed if altitude lock engaged
 160    if (alt_lock) {
 161      double altitude_ft = altitude * SG_METER_TO_FEET;
 162      if (altitude_ft < tgt_altitude) {
 163        tgt_vs = tgt_altitude - altitude_ft;
 164        if (tgt_vs > performance->climb_rate)
 165          tgt_vs = performance->climb_rate;
 166      } else {
 167        tgt_vs = tgt_altitude - altitude_ft;
 168        if (tgt_vs  < (-performance->descent_rate))
 169          tgt_vs = -performance->descent_rate;
 170      }
 171    }
 172
 173    // adjust vertical speed
 174    double vs_diff = tgt_vs - vs;
 175    if (fabs(vs_diff) > 1.0) {
 176      if (vs_diff > 0.0) {
 177        vs += 400.0 * dt;
 178        if (vs > tgt_vs) vs = tgt_vs;
 179      } else {
 180        vs -= 300.0 * dt;
 181        if (vs < tgt_vs) vs = tgt_vs;
 182      }
 183    }
 184
 185    // match pitch angle to vertical speed
 186    pitch = vs * 0.005;
 187
 188 }
 189
 190
 191 void FGAIAircraft::AccelTo(double speed) {
 192    tgt_speed = speed;
 193 }
 194
 195
 196 void FGAIAircraft::PitchTo(double angle) {
 197    tgt_pitch = angle;
 198    alt_lock = false;
 199 }
 200
 201
 202 void FGAIAircraft::RollTo(double angle) {
 203    tgt_roll = angle;
 204    hdg_lock = false;
 205 }
 206
 207
 208 void FGAIAircraft::YawTo(double angle) {
 209    tgt_yaw = angle;
 210 }
 211
 212
 213 void FGAIAircraft::ClimbTo(double altitude) {
 214    tgt_altitude = altitude;
 215    alt_lock = true;
 216 }
 217
 218
 219 void FGAIAircraft::TurnTo(double heading) {
 220    tgt_heading = heading;
 221    hdg_lock = true;
 222 }
 223
 224
 225 double FGAIAircraft::sign(double x) {
 226
 227   if ( x < 0.0 ) { return -1.0; }
 228   else { return 1.0; }
 229 }