]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blob - src/AIModel/AIBase.cxx
Clear chat messages when an aircraft becomes inactive in the property tree.
[flightgear.git] / src / AIModel / AIBase.cxx
1 // FGAIBase - abstract base class for AI objects
2 // Written by David Culp, started Nov 2003, based on
3 // David Luff's FGAIEntity class.
4 // - davidculp2@comcast.net
5 //
6 // With additions by Mathias Froehlich & Vivian Meazza 2004 -2007
7 //
8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
11 // License, or (at your option) any later version.
12 //
13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16 // General Public License for more details.
17 //
18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
19 // along with this program; if not, write to the Free Software
20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
21
22
23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
24 #  include <config.h>
25 #endif
26
27
28 #include <simgear/compiler.h>
29
30 #include STL_STRING
31
32 #include <osg/ref_ptr>
33 #include <osg/Node>
34
35 #include <simgear/math/point3d.hxx>
36 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
37 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
38 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
39 #include <simgear/scene/model/location.hxx>
40 #include <simgear/scene/model/model.hxx>
41 #include <simgear/scene/util/SGNodeMasks.hxx>
42 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
43 #include <simgear/props/props.hxx>
44
45 #include <Main/globals.hxx>
46 #include <Scenery/scenery.hxx>
47 #include <Scripting/NasalSys.hxx>
48
49 #include "AIBase.hxx"
50 #include "AIManager.hxx"
51
52 const double FGAIBase::e = 2.71828183;
53 const double FGAIBase::lbs_to_slugs = 0.031080950172;   //conversion factor
54
55
56 FGAIBase::FGAIBase(object_type ot) :
57     props( NULL ),
58     model_removed( fgGetNode("/ai/models/model-removed", true) ),
59     manager( NULL ),
60     fp( NULL ),
61
62     _impact_lat(0),
63     _impact_lon(0),
64     _impact_elev(0),
65     _impact_hdg(0),
66     _impact_pitch(0),
67     _impact_roll(0),
68     _impact_speed(0),
69
70     _refID( _newAIModelID() ),
71     _otype(ot)
72 {
73     tgt_heading = hdg = tgt_altitude_ft = tgt_speed = 0.0;
74     tgt_roll = roll = tgt_pitch = tgt_yaw = tgt_vs = vs = pitch = 0.0;
75     bearing = elevation = range = rdot = 0.0;
76     x_shift = y_shift = rotation = 0.0;
77     in_range = false;
78     invisible = false;
79     no_roll = true;
80     life = 900;
81     delete_me = false;
82     _impact_reported = false;
83     _collision_reported = false;
84     _subID = 0;
85 }
86
87 FGAIBase::~FGAIBase() {
88     // Unregister that one at the scenery manager
89     if (globals->get_scenery()) {
90         globals->get_scenery()->get_scene_graph()->removeChild(aip.getSceneGraph());
91     }
92
93     if (props) {
94         SGPropertyNode* parent = props->getParent();
95
96         if (parent)
97             model_removed->setStringValue(props->getPath());
98     }
99     delete fp;
100     fp = 0;
101 }
102
103 void FGAIBase::readFromScenario(SGPropertyNode* scFileNode)
104 {
105     if (!scFileNode)
106         return;
107
108     setPath(scFileNode->getStringValue("model", "Models/Geometry/glider.ac"));
109
110     setHeading(scFileNode->getDoubleValue("heading", 0.0));
111     setSpeed(scFileNode->getDoubleValue("speed", 0.0));
112     setAltitude(scFileNode->getDoubleValue("altitude", 0.0));
113     setLongitude(scFileNode->getDoubleValue("longitude", 0.0));
114     setLatitude(scFileNode->getDoubleValue("latitude", 0.0));
115     setBank(scFileNode->getDoubleValue("roll", 0.0));
116
117     SGPropertyNode* submodels = scFileNode->getChild("submodels");
118
119     if (submodels) {
120         setServiceable(submodels->getBoolValue("serviceable", false));
121         setSMPath(submodels->getStringValue("path", ""));
122     }
123
124 }
125
126 void FGAIBase::update(double dt) {
127
128     if (_otype == otStatic)
129         return;
130
131     if (_otype == otBallistic)
132         CalculateMach();
133
134     ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(pos.getLatitudeRad());
135     ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(pos.getLatitudeRad());
136 }
137
138 void FGAIBase::Transform() {
139
140     if (!invisible) {
141         aip.setPosition(pos);
142
143         if (no_roll)
144             aip.setOrientation(0.0, pitch, hdg);
145         else
146             aip.setOrientation(roll, pitch, hdg);
147
148         aip.update();
149     }
150
151 }
152
153 bool FGAIBase::init(bool search_in_AI_path) {
154
155     if (!model_path.empty()) {
156
157         if ( search_in_AI_path
158                 && (model_path.substr(model_path.size() - 4, 4) == ".xml")) {
159             SGPath ai_path("AI");
160             ai_path.append(model_path);
161             try {
162                 model = load3DModel( globals->get_fg_root(), ai_path.str(), props,
163                         globals->get_sim_time_sec() );
164             } catch (const sg_exception &e) {
165                 model = NULL;
166             }
167         } else
168             model = NULL;
169
170         if (!model.get()) {
171             try {
172                 model = load3DModel( globals->get_fg_root(), model_path, props,
173                         globals->get_sim_time_sec() );
174             } catch (const sg_exception &e) {
175                 model = NULL;
176             }
177         }
178
179     }
180
181     if (model.get()) {
182         aip.init( model.get() );
183         aip.setVisible(true);
184         invisible = false;
185         globals->get_scenery()->get_scene_graph()->addChild(aip.getSceneGraph());
186         fgSetString("/ai/models/model-added", props->getPath());
187
188     } else if (!model_path.empty()) {
189         SG_LOG(SG_INPUT, SG_WARN, "AIBase: Could not load model " << model_path);
190     }
191
192     props->setStringValue("submodels/path", _path.c_str());
193     setDie(false);
194     return true;
195 }
196
197
198 osg::Node* FGAIBase::load3DModel(const string& fg_root,
199                       const string &path,
200                       SGPropertyNode *prop_root,
201                       double sim_time_sec)
202 {
203   model = sgLoad3DModel(fg_root, path, prop_root, sim_time_sec, 0,
204                         new FGNasalModelData(prop_root));
205   model->setNodeMask(model->getNodeMask() & ~SG_NODEMASK_TERRAIN_BIT);
206   return model.get();
207 }
208
209 bool FGAIBase::isa( object_type otype ) {
210     return otype == _otype;
211 }
212
213
214 void FGAIBase::bind() {
215     props->tie("id", SGRawValueMethods<FGAIBase,int>(*this,
216         &FGAIBase::getID));
217     props->tie("velocities/true-airspeed-kt",  SGRawValuePointer<double>(&speed));
218     props->tie("velocities/vertical-speed-fps",
219         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
220         &FGAIBase::_getVS_fps,
221         &FGAIBase::_setVS_fps));
222
223     props->tie("position/altitude-ft",
224         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
225         &FGAIBase::_getAltitude,
226         &FGAIBase::_setAltitude));
227     props->tie("position/latitude-deg",
228         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
229         &FGAIBase::_getLatitude,
230         &FGAIBase::_setLatitude));
231     props->tie("position/longitude-deg",
232         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
233         &FGAIBase::_getLongitude,
234         &FGAIBase::_setLongitude));
235
236     props->tie("position/global-x",
237         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
238         &FGAIBase::_getCartPosX,
239         0));
240     props->tie("position/global-y",
241         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
242         &FGAIBase::_getCartPosY,
243         0));
244     props->tie("position/global-z",
245         SGRawValueMethods<FGAIBase,double>(*this,
246         &FGAIBase::_getCartPosZ,
247         0));
248     props->tie("callsign",
249         SGRawValueMethods<FGAIBase,const char*>(*this,
250         &FGAIBase::_getCallsign,
251         0));
252
253     props->tie("orientation/pitch-deg",   SGRawValuePointer<double>(&pitch));
254     props->tie("orientation/roll-deg",    SGRawValuePointer<double>(&roll));
255     props->tie("orientation/true-heading-deg", SGRawValuePointer<double>(&hdg));
256
257     props->tie("radar/in-range", SGRawValuePointer<bool>(&in_range));
258     props->tie("radar/bearing-deg",   SGRawValuePointer<double>(&bearing));
259     props->tie("radar/elevation-deg", SGRawValuePointer<double>(&elevation));
260     props->tie("radar/range-nm", SGRawValuePointer<double>(&range));
261     props->tie("radar/h-offset", SGRawValuePointer<double>(&horiz_offset));
262     props->tie("radar/v-offset", SGRawValuePointer<double>(&vert_offset));
263     props->tie("radar/x-shift", SGRawValuePointer<double>(&x_shift));
264     props->tie("radar/y-shift", SGRawValuePointer<double>(&y_shift));
265     props->tie("radar/rotation", SGRawValuePointer<double>(&rotation));
266     props->tie("radar/ht-diff-ft", SGRawValuePointer<double>(&ht_diff));
267     props->tie("subID", SGRawValuePointer<int>(&_subID));
268     props->tie("controls/lighting/nav-lights",
269         SGRawValueFunctions<bool>(_isNight));
270     props->setBoolValue("controls/lighting/beacon", true);
271     props->setBoolValue("controls/lighting/strobe", true);
272     props->setBoolValue("controls/glide-path", true);
273
274     props->setStringValue("controls/flight/lateral-mode", "roll");
275     props->setDoubleValue("controls/flight/target-hdg", hdg);
276     props->setDoubleValue("controls/flight/target-roll", roll);
277
278     props->setStringValue("controls/flight/longitude-mode", "alt");
279     props->setDoubleValue("controls/flight/target-alt", altitude_ft);
280     props->setDoubleValue("controls/flight/target-pitch", pitch);
281
282    props->setDoubleValue("controls/flight/target-spd", speed);
283
284 }
285
286 void FGAIBase::unbind() {
287     props->untie("id");
288     props->untie("velocities/true-airspeed-kt");
289     props->untie("velocities/vertical-speed-fps");
290
291     props->untie("position/altitude-ft");
292     props->untie("position/latitude-deg");
293     props->untie("position/longitude-deg");
294     props->untie("position/global-x");
295     props->untie("position/global-y");
296     props->untie("position/global-z");
297     props->untie("callsign");
298
299     props->untie("orientation/pitch-deg");
300     props->untie("orientation/roll-deg");
301     props->untie("orientation/true-heading-deg");
302
303     props->untie("radar/in-range");
304     props->untie("radar/bearing-deg");
305     props->untie("radar/elevation-deg");
306     props->untie("radar/range-nm");
307     props->untie("radar/h-offset");
308     props->untie("radar/v-offset");
309     props->untie("radar/x-shift");
310     props->untie("radar/y-shift");
311     props->untie("radar/rotation");
312     props->untie("radar/ht-diff-ft");
313
314     props->untie("controls/lighting/nav-lights");
315 }
316
317 double FGAIBase::UpdateRadar(FGAIManager* manager) {
318     double radar_range_ft2 = fgGetDouble("/instrumentation/radar/range");
319     bool force_on = fgGetBool("/instrumentation/radar/debug-mode", false);
320     radar_range_ft2 *= SG_NM_TO_METER * SG_METER_TO_FEET * 1.1; // + 10%
321     radar_range_ft2 *= radar_range_ft2;
322
323     double user_latitude  = manager->get_user_latitude();
324     double user_longitude = manager->get_user_longitude();
325     double lat_range = fabs(pos.getLatitudeDeg() - user_latitude) * ft_per_deg_lat;
326     double lon_range = fabs(pos.getLongitudeDeg() - user_longitude) * ft_per_deg_lon;
327     double range_ft2 = lat_range*lat_range + lon_range*lon_range;
328
329     //
330     // Test whether the target is within radar range.
331     //
332     in_range = (range_ft2 && (range_ft2 <= radar_range_ft2));
333
334     if ( in_range || force_on ) {
335         props->setBoolValue("radar/in-range", true);
336
337         // copy values from the AIManager
338         double user_altitude  = manager->get_user_altitude();
339         double user_heading   = manager->get_user_heading();
340         double user_pitch     = manager->get_user_pitch();
341         //double user_yaw       = manager->get_user_yaw();
342         //double user_speed     = manager->get_user_speed();
343
344         // calculate range to target in feet and nautical miles
345         double range_ft = sqrt( range_ft2 );
346         range = range_ft / 6076.11549;
347
348         // calculate bearing to target
349         if (pos.getLatitudeDeg() >= user_latitude) {
350             bearing = atan2(lat_range, lon_range) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
351             if (pos.getLongitudeDeg() >= user_longitude) {
352                 bearing = 90.0 - bearing;
353             } else {
354                 bearing = 270.0 + bearing;
355             }
356         } else {
357             bearing = atan2(lon_range, lat_range) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
358             if (pos.getLongitudeDeg() >= user_longitude) {
359                 bearing = 180.0 - bearing;
360             } else {
361                 bearing = 180.0 + bearing;
362             }
363         }
364
365         // This is an alternate way to compute bearing and distance which
366         // agrees with the original scheme within about 0.1 degrees.
367         //
368         // Point3D start( user_longitude * SGD_DEGREES_TO_RADIANS,
369         //                user_latitude * SGD_DEGREES_TO_RADIANS, 0 );
370         // Point3D dest( pos.getLongitudeRad(), pos.getLatitudeRad(), 0 );
371         // double gc_bearing, gc_range;
372         // calc_gc_course_dist( start, dest, &gc_bearing, &gc_range );
373         // gc_range *= SG_METER_TO_NM;
374         // gc_bearing *= SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
375         // printf("orig b = %.3f %.2f  gc b= %.3f, %.2f\n",
376         //        bearing, range, gc_bearing, gc_range);
377
378         // calculate look left/right to target, without yaw correction
379         horiz_offset = bearing - user_heading;
380         if (horiz_offset > 180.0) horiz_offset -= 360.0;
381         if (horiz_offset < -180.0) horiz_offset += 360.0;
382
383         // calculate elevation to target
384         elevation = atan2( altitude_ft - user_altitude, range_ft ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
385
386         // calculate look up/down to target
387         vert_offset = elevation - user_pitch;
388
389         /* this calculation needs to be fixed, but it isn't important anyway
390         // calculate range rate
391         double recip_bearing = bearing + 180.0;
392         if (recip_bearing > 360.0) recip_bearing -= 360.0;
393         double my_horiz_offset = recip_bearing - hdg;
394         if (my_horiz_offset > 180.0) my_horiz_offset -= 360.0;
395         if (my_horiz_offset < -180.0) my_horiz_offset += 360.0;
396         rdot = (-user_speed * cos( horiz_offset * SG_DEGREES_TO_RADIANS ))
397         +(-speed * 1.686 * cos( my_horiz_offset * SG_DEGREES_TO_RADIANS ));
398         */
399
400         // now correct look left/right for yaw
401         // horiz_offset += user_yaw; // FIXME: WHY WOULD WE WANT TO ADD IN SIDE-SLIP HERE?
402
403         // calculate values for radar display
404         y_shift = range * cos( horiz_offset * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
405         x_shift = range * sin( horiz_offset * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
406         rotation = hdg - user_heading;
407         if (rotation < 0.0) rotation += 360.0;
408         ht_diff = altitude_ft - user_altitude;
409
410     }
411
412     return range_ft2;
413 }
414
415 /*
416 * Getters and Setters
417 */
418
419 SGVec3d FGAIBase::getCartPosAt(const SGVec3d& _off) const {
420     // Transform that one to the horizontal local coordinate system.
421     SGQuatd hlTrans = SGQuatd::fromLonLat(pos);
422
423     // and postrotate the orientation of the AIModel wrt the horizontal
424     // local frame
425     hlTrans *= SGQuatd::fromYawPitchRollDeg(hdg, pitch, roll);
426
427     // The offset converted to the usual body fixed coordinate system
428     // rotated to the earth fiexed coordinates axis
429     SGVec3d off = hlTrans.backTransform(_off);
430
431     // Add the position offset of the AIModel to gain the earth centered position
432     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(pos);
433
434     return cartPos + off;
435 }
436
437 SGVec3d FGAIBase::getCartPos() const {
438     // Transform that one to the horizontal local coordinate system.
439     SGQuatd hlTrans = SGQuatd::fromLonLat(pos);
440
441     // and postrotate the orientation of the AIModel wrt the horizontal
442     // local frame
443     hlTrans *= SGQuatd::fromYawPitchRollDeg(hdg, pitch, roll);
444
445     SGVec3d cartPos = SGVec3d::fromGeod(pos);
446
447     return cartPos;
448 }
449
450 double FGAIBase::_getCartPosX() const {
451     SGVec3d cartPos = getCartPos();
452     return cartPos.x();
453 }
454
455 double FGAIBase::_getCartPosY() const {
456     SGVec3d cartPos = getCartPos();
457     return cartPos.y();
458 }
459
460 double FGAIBase::_getCartPosZ() const {
461     SGVec3d cartPos = getCartPos();
462     return cartPos.z();
463 }
464
465 void FGAIBase::_setLongitude( double longitude ) {
466     pos.setLongitudeDeg(longitude);
467 }
468
469 void FGAIBase::_setLatitude ( double latitude )  {
470     pos.setLatitudeDeg(latitude);
471 }
472
473 void FGAIBase::_setSubID( int s ) {
474     _subID = s;
475 }
476
477 double FGAIBase::_getLongitude() const {
478     return pos.getLongitudeDeg();
479 }
480
481 double FGAIBase::_getLatitude() const {
482     return pos.getLatitudeDeg();
483 }
484
485 double FGAIBase::_getElevationFt () const {
486     return pos.getElevationFt();
487 }
488
489 double FGAIBase::_getRdot() const {
490     return rdot;
491 }
492
493 double FGAIBase::_getVS_fps() const {
494     return vs*60.0;
495 }
496
497 double FGAIBase::_get_speed_east_fps() const {
498     return speed_east_deg_sec * ft_per_deg_lon;
499 }
500
501 double FGAIBase::_get_speed_north_fps() const {
502     return speed_north_deg_sec * ft_per_deg_lat;
503 }
504
505 void FGAIBase::_setVS_fps( double _vs ) {
506     vs = _vs/60.0;
507 }
508
509 double FGAIBase::_getAltitude() const {
510     return altitude_ft;
511 }
512
513 bool FGAIBase::_getServiceable() const {
514     return serviceable;
515 }
516
517 SGPropertyNode* FGAIBase::_getProps() const {
518     return props;
519 }
520
521 void FGAIBase::_setAltitude( double _alt ) {
522     setAltitude( _alt );
523 }
524
525 bool FGAIBase::_isNight() {
526     return (fgGetFloat("/sim/time/sun-angle-rad") > 1.57);
527 }
528
529 bool FGAIBase::_getCollisionData() {
530     return _collision_reported;
531 }
532
533 bool FGAIBase::_getImpactData() {
534     return _impact_reported;
535 }
536
537 double FGAIBase::_getImpactLat() const {
538     return _impact_lat;
539 }
540
541 double FGAIBase::_getImpactLon() const {
542     return _impact_lon;
543 }
544
545 double FGAIBase::_getImpactElevFt() const {
546     return _impact_elev * SG_METER_TO_FEET;
547 }
548
549 double FGAIBase::_getImpactPitch() const {
550     return _impact_pitch;
551 }
552
553 double FGAIBase::_getImpactRoll() const {
554     return _impact_roll;
555 }
556
557 double FGAIBase::_getImpactHdg() const {
558     return _impact_hdg;
559 }
560
561 double FGAIBase::_getImpactSpeed() const {
562     return _impact_speed;
563 }
564
565 int FGAIBase::getID() const {
566     return  _refID;
567 }
568
569 int FGAIBase::_getSubID() const {
570     return  _subID;
571 }
572
573 double FGAIBase::_getSpeed() const {
574     return speed;
575 }
576
577 double FGAIBase::_getRoll() const {
578     return roll;
579 }
580
581 double FGAIBase::_getPitch() const {
582     return pitch;
583 }
584
585 double FGAIBase::_getHeading() const {
586     return hdg;
587 }
588
589 const char* FGAIBase::_getPath() const {
590     return model_path.c_str();
591 }
592
593 const char* FGAIBase::_getSMPath() const {
594     return _path.c_str();
595 }
596
597 const char* FGAIBase::_getName() const {
598     return _name.c_str();
599 }
600
601 const char* FGAIBase::_getCallsign() const {
602     return _callsign.c_str();
603 }
604
605 const char* FGAIBase::_getSubmodel() const {
606     return _submodel.c_str();
607 }
608
609
610 void FGAIBase::CalculateMach() {
611     // Calculate rho at altitude, using standard atmosphere
612     // For the temperature T and the pressure p,
613     double altitude = altitude_ft;
614
615     if (altitude < 36152) {             // curve fits for the troposphere
616         T = 59 - 0.00356 * altitude;
617         p = 2116 * pow( ((T + 459.7) / 518.6) , 5.256);
618     } else if ( 36152 < altitude && altitude < 82345 ) {    // lower stratosphere
619         T = -70;
620         p = 473.1 * pow( e , 1.73 - (0.000048 * altitude) );
621     } else {                                    //  upper stratosphere
622         T = -205.05 + (0.00164 * altitude);
623         p = 51.97 * pow( ((T + 459.7) / 389.98) , -11.388);
624     }
625
626     rho = p / (1718 * (T + 459.7));
627
628     // calculate the speed of sound at altitude
629     // a = sqrt ( g * R * (T + 459.7))
630     // where:
631     // a = speed of sound [ft/s]
632     // g = specific heat ratio, which is usually equal to 1.4
633     // R = specific gas constant, which equals 1716 ft-lb/slug/R
634     a = sqrt ( 1.4 * 1716 * (T + 459.7));
635
636     // calculate Mach number
637     Mach = speed/a;
638
639     // cout  << "Speed(ft/s) "<< speed <<" Altitude(ft) "<< altitude << " Mach " << Mach << endl;
640 }
641
642 int FGAIBase::_newAIModelID() {
643     static int id = 0;
644
645     if (!++id)
646         id++;   // id = 0 is not allowed.
647
648     return id;
649 }
650