src/AIModel/AIFlightPlan.cxx

   1 // FGAIFlightPlan - class for loading and storing  AI flight plans
   2 // Written by David Culp, started May 2004
   3 // - davidculp2@comcast.net
   4 //
   5 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   6 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8 // License, or (at your option) any later version.
   9 //
  10 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13 // General Public License for more details.
  14 //
  15 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 // along with this program; if not, write to the Free Software
  17 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  18
  19 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  20 #  include <config.h>
  21 #endif
  22
  23 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  24 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  25 #include <simgear/route/waypoint.hxx>
  26 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  27 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  28 #include <simgear/constants.h>
  29 #ifdef __BORLANDC__
  30 #  define exception c_exception
  31 #endif
  32 #include <simgear/props/props.hxx>
  33 #include <Main/globals.hxx>
  34 #include <Main/fg_props.hxx>
  35 #include <Main/fg_init.hxx>
  36 #include <Airports/simple.hxx>
  37 #include <Airports/runways.hxx>
  38
  39
  40 #include <Environment/environment_mgr.hxx>
  41 #include <Environment/environment.hxx>
  42
  43 #include "AIFlightPlan.hxx"
  44
  45
  46 FGAIFlightPlan::FGAIFlightPlan(const string& filename)
  47 {
  48   int i;
  49   start_time = 0;
  50   leg = 10;
  51   gateId = 0;
  52   taxiRoute = 0;
  53   SGPath path( globals->get_fg_root() );
  54   path.append( ("/AI/FlightPlans/" + filename).c_str() );
  55   SGPropertyNode root;
  56   repeat = false;
  57
  58   try {
  59       readProperties(path.str(), &root);
  60   } catch (const sg_exception &e) {
  61       SG_LOG(SG_GENERAL, SG_ALERT,
  62        "Error reading AI flight plan: " << path.str());
  63        // cout << path.str() << endl;
  64      return;
  65   }
  66
  67   SGPropertyNode * node = root.getNode("flightplan");
  68   for (i = 0; i < node->nChildren(); i++) {
  69      //cout << "Reading waypoint " << i << endl;
  70      waypoint* wpt = new waypoint;
  71      SGPropertyNode * wpt_node = node->getChild(i);
  72      wpt->name      = wpt_node->getStringValue("name", "END");
  73      wpt->latitude  = wpt_node->getDoubleValue("lat", 0);
  74      wpt->longitude = wpt_node->getDoubleValue("lon", 0);
  75      wpt->altitude  = wpt_node->getDoubleValue("alt", 0);
  76      wpt->speed     = wpt_node->getDoubleValue("ktas", 0);
  77      wpt->crossat   = wpt_node->getDoubleValue("crossat", -10000);
  78      wpt->gear_down = wpt_node->getBoolValue("gear-down", false);
  79      wpt->flaps_down= wpt_node->getBoolValue("flaps-down", false);
  80      wpt->on_ground = wpt_node->getBoolValue("on-ground", false);
  81      wpt->time_sec   = wpt_node->getDoubleValue("time-sec", 0);
  82      wpt->time       = wpt_node->getStringValue("time", "");
  83
  84      if (wpt->name == "END") wpt->finished = true;
  85      else wpt->finished = false;
  86
  87      waypoints.push_back( wpt );
  88    }
  89
  90   wpt_iterator = waypoints.begin();
  91   //cout << waypoints.size() << " waypoints read." << endl;
  92 }
  93
  94
  95 // This is a modified version of the constructor,
  96 // Which not only reads the waypoints from a
  97 // Flight plan file, but also adds the current
  98 // Position computed by the traffic manager, as well
  99 // as setting speeds and altitude computed by the
 100 // traffic manager.
 101 FGAIFlightPlan::FGAIFlightPlan(const std::string& p,
 102                                double course,
 103                                time_t start,
 104                                FGAirport *dep,
 105                                FGAirport *arr,
 106                                bool firstLeg,
 107                                double radius,
 108                                double alt,
 109                                double lat,
 110                                double lon,
 111                                double speed,
 112                                const string& fltType,
 113                                const string& acType,
 114                                const string& airline)
 115 {
 116   repeat = false;
 117   leg = 10;
 118   gateId=0;
 119   taxiRoute = 0;
 120   start_time = start;
 121   bool useInitialWayPoint = true;
 122   bool useCurrentWayPoint = false;
 123   SGPath path( globals->get_fg_root() );
 124   path.append( "/AI/FlightPlans" );
 125   path.append( p );
 126
 127   SGPropertyNode root;
 128
 129   // This is a bit of a hack:
 130   // Normally the value of course will be used to evaluate whether
 131   // or not a waypoint will be used for midair initialization of
 132   // an AI aircraft. However, if a course value of 999 will be passed
 133   // when an update request is received, which will by definition always be
 134   // on the ground and should include all waypoints.
 135   if (course == 999)
 136     {
 137       useInitialWayPoint = false;
 138       useCurrentWayPoint = true;
 139     }
 140
 141   if (path.exists())
 142     {
 143       try
 144         {
 145           readProperties(path.str(), &root);
 146
 147           SGPropertyNode * node = root.getNode("flightplan");
 148
 149           //waypoints.push_back( init_waypoint );
 150           for (int i = 0; i < node->nChildren(); i++) {
 151             //cout << "Reading waypoint " << i << endl;
 152             waypoint* wpt = new waypoint;
 153             SGPropertyNode * wpt_node = node->getChild(i);
 154             wpt->name      = wpt_node->getStringValue("name", "END");
 155             wpt->latitude  = wpt_node->getDoubleValue("lat", 0);
 156             wpt->longitude = wpt_node->getDoubleValue("lon", 0);
 157             wpt->altitude  = wpt_node->getDoubleValue("alt", 0);
 158             wpt->speed     = wpt_node->getDoubleValue("ktas", 0);
 159             //wpt->speed     = speed;
 160             wpt->crossat   = wpt_node->getDoubleValue("crossat", -10000);
 161             wpt->gear_down = wpt_node->getBoolValue("gear-down", false);
 162             wpt->flaps_down= wpt_node->getBoolValue("flaps-down", false);
 163
 164             if (wpt->name == "END") wpt->finished = true;
 165             else wpt->finished = false;
 166             waypoints.push_back(wpt);
 167           }
 168         }
 169       catch (const sg_exception &e) {
 170         SG_LOG(SG_GENERAL, SG_WARN,
 171                "Error reading AI flight plan: ");
 172         cerr << "Errno = " << errno << endl;
 173         if (errno == ENOENT)
 174           {
 175             cerr << "Reason: No such file or directory" << endl;
 176           }
 177       }
 178     }
 179   else
 180     {
 181       // cout << path.str() << endl;
 182       // cout << "Trying to create this plan dynamically" << endl;
 183       // cout << "Route from " << dep->id << " to " << arr->id << endl;
 184       time_t now = time(NULL) + fgGetLong("/sim/time/warp");
 185       time_t timeDiff = now-start;
 186       leg = 1;
 187       if ((timeDiff > 300) && (timeDiff < 1200))
 188         leg = 2;
 189       else if ((timeDiff >= 1200) && (timeDiff < 1500))
 190         leg = 3;
 191       else if ((timeDiff >= 1500) && (timeDiff < 2000))
 192         leg = 4;
 193       else if (timeDiff >= 2000)
 194         leg = 5;
 195
 196       SG_LOG(SG_GENERAL, SG_INFO, "Route from " << dep->getId() << " to " << arr->getId() << ". Set leg to : " << leg);
 197       wpt_iterator = waypoints.begin();
 198       create(dep,arr, leg, alt, speed, lat, lon,
 199              firstLeg, radius, fltType, acType, airline);
 200       wpt_iterator = waypoints.begin();
 201       //cerr << "after create: " << (*wpt_iterator)->name << endl;
 202       //leg++;
 203       // Now that we have dynamically created a flight plan,
 204       // we need to add some code that pops any waypoints already past.
 205       //return;
 206     }
 207   /*
 208     waypoint* init_waypoint   = new waypoint;
 209     init_waypoint->name       = string("initial position");
 210     init_waypoint->latitude   = entity->latitude;
 211     init_waypoint->longitude  = entity->longitude;
 212     init_waypoint->altitude   = entity->altitude;
 213     init_waypoint->speed      = entity->speed;
 214     init_waypoint->crossat    = - 10000;
 215     init_waypoint->gear_down  = false;
 216     init_waypoint->flaps_down = false;
 217     init_waypoint->finished   = false;
 218
 219     wpt_vector_iterator i = waypoints.begin();
 220     while (i != waypoints.end())
 221     {
 222       //cerr << "Checking status of each waypoint: " << (*i)->name << endl;
 223        SGWayPoint first(init_waypoint->longitude,
 224                        init_waypoint->latitude,
 225                        init_waypoint->altitude);
 226       SGWayPoint curr ((*i)->longitude,
 227                        (*i)->latitude,
 228                        (*i)->altitude);
 229       double crse, crsDiff;
 230       double dist;
 231       curr.CourseAndDistance(first, &crse, &dist);
 232
 233       dist *= SG_METER_TO_NM;
 234
 235       // We're only interested in the absolute value of crsDiff
 236       // wich should fall in the 0-180 deg range.
 237       crsDiff = fabs(crse-course);
 238       if (crsDiff > 180)
 239         crsDiff = 360-crsDiff;
 240       // These are the three conditions that we consider including
 241       // in our flight plan:
 242       // 1) current waypoint is less then 100 miles away OR
 243       // 2) curren waypoint is ahead of us, at any distance
 244
 245       if ((dist > 20.0) && (crsDiff > 90.0) && ((*i)->name != string ("EOF")))
 246         {
 247           //useWpt = false;
 248           // Once we start including waypoints, we have to continue, even though
 249           // one of the following way point would suffice.
 250           // so once is the useWpt flag is set to true, we cannot reset it to false.
 251           //cerr << "Discarding waypoint: " << (*i)->name
 252           //   << ": Course difference = " << crsDiff
 253           //  << "Course = " << course
 254           // << "crse   = " << crse << endl;
 255         }
 256       else
 257         useCurrentWayPoint = true;
 258
 259       if (useCurrentWayPoint)
 260         {
 261           if ((dist > 100.0) && (useInitialWayPoint))
 262             {
 263               //waypoints.push_back(init_waypoint);;
 264               waypoints.insert(i, init_waypoint);
 265               //cerr << "Using waypoint : " << init_waypoint->name <<  endl;
 266             }
 267           //if (useInitialWayPoint)
 268           // {
 269           //    (*i)->speed = dist; // A hack
 270           //  }
 271           //waypoints.push_back( wpt );
 272           //cerr << "Using waypoint : " << (*i)->name
 273           //  << ": course diff : " << crsDiff
 274           //   << "Course = " << course
 275           //   << "crse   = " << crse << endl
 276           //    << "distance      : " << dist << endl;
 277           useInitialWayPoint = false;
 278           i++;
 279         }
 280       else
 281         {
 282           //delete wpt;
 283           delete *(i);
 284           i = waypoints.erase(i);
 285           }
 286
 287         }
 288   */
 289   //for (i = waypoints.begin(); i != waypoints.end(); i++)
 290   //  cerr << "Using waypoint : " << (*i)->name << endl;
 291   //wpt_iterator = waypoints.begin();
 292   //cout << waypoints.size() << " waypoints read." << endl;
 293 }
 294
 295
 296
 297
 298 FGAIFlightPlan::~FGAIFlightPlan()
 299 {
 300   deleteWaypoints();
 301   delete taxiRoute;
 302 }
 303
 304
 305 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 306 FGAIFlightPlan::getPreviousWaypoint( void ) const
 307 {
 308   if (wpt_iterator == waypoints.begin()) {
 309     return 0;
 310   } else {
 311     wpt_vector_iterator prev = wpt_iterator;
 312     return *(--prev);
 313   }
 314 }
 315
 316 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 317 FGAIFlightPlan::getCurrentWaypoint( void ) const
 318 {
 319   return *wpt_iterator;
 320 }
 321
 322 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 323 FGAIFlightPlan::getNextWaypoint( void ) const
 324 {
 325   wpt_vector_iterator i = waypoints.end();
 326   i--;  // end() points to one element after the last one.
 327   if (wpt_iterator == i) {
 328     return 0;
 329   } else {
 330     wpt_vector_iterator next = wpt_iterator;
 331     return *(++next);
 332   }
 333 }
 334
 335 void FGAIFlightPlan::IncrementWaypoint(bool eraseWaypoints )
 336 {
 337   if (eraseWaypoints)
 338     {
 339       if (wpt_iterator == waypoints.begin())
 340         wpt_iterator++;
 341       else
 342         {
 343           delete *(waypoints.begin());
 344           waypoints.erase(waypoints.begin());
 345           wpt_iterator = waypoints.begin();
 346           wpt_iterator++;
 347         }
 348     }
 349   else
 350     wpt_iterator++;
 351
 352 }
 353
 354 // gives distance in feet from a position to a waypoint
 355 double FGAIFlightPlan::getDistanceToGo(double lat, double lon, waypoint* wp) const{
 356    // get size of a degree2 at the present latitude
 357    // this won't work over large distances
 358    double ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(lat / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 359    double ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(lat / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 360    double lat_diff_ft = fabs(wp->latitude - lat) * ft_per_deg_lat;
 361    double lon_diff_ft = fabs(wp->longitude - lon) * ft_per_deg_lon;
 362    return sqrt((lat_diff_ft * lat_diff_ft) + (lon_diff_ft * lon_diff_ft));
 363 }
 364
 365 // sets distance in feet from a lead point to the current waypoint
 366 void FGAIFlightPlan::setLeadDistance(double speed, double bearing,
 367                                      waypoint* current, waypoint* next){
 368   double turn_radius;
 369     if (fabs(speed) > 1)
 370       turn_radius = 0.1911 * speed * speed; // an estimate for 25 degrees bank
 371     else
 372       turn_radius = 1.0;
 373
 374   double inbound = bearing;
 375   double outbound = getBearing(current, next);
 376   leadInAngle = fabs(inbound - outbound);
 377   if (leadInAngle > 180.0)
 378     leadInAngle = 360.0 - leadInAngle;
 379   if (leadInAngle < 1.0) // To prevent lead_dist from getting so small it is skipped
 380     leadInAngle = 1.0;
 381
 382   lead_distance = turn_radius * sin(leadInAngle * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
 383   //  if ((errno == EDOM) || (errno == ERANGE) || lead_distance < 1.0)
 384   //  {
 385   //    cerr << "Lead Distance = " << lead_distance
 386   //       << "Diff          = " << diff
 387   //       << "Turn Radius   = " << turn_radius
 388   //       << "Speed         = " << speed << endl;
 389   //  }
 390 }
 391
 392 void FGAIFlightPlan::setLeadDistance(double distance_ft){
 393   lead_distance = distance_ft;
 394 }
 395
 396
 397 double FGAIFlightPlan::getBearing(waypoint* first, waypoint* second) const{
 398   return getBearing(first->latitude, first->longitude, second);
 399 }
 400
 401
 402 double FGAIFlightPlan::getBearing(double lat, double lon, waypoint* wp) const{
 403   double course, distance;
 404  //  double latd = lat;
 405 //   double lond = lon;
 406 //   double latt = wp->latitude;
 407 //   double lont = wp->longitude;
 408 //   double ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(lat/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 409 //   double ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(lat/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 410
 411 //   if (lond < 0.0) {
 412 //     lond+=360.0;
 413 //     lont+=360;
 414 //   }
 415 //   if (lont < 0.0) {
 416 //     lond+=360.0;
 417 //     lont+=360.0;
 418 //   }
 419 //   latd+=90.0;
 420 //   latt+=90.0;
 421
 422 //   double lat_diff = (latt - latd) * ft_per_deg_lat;
 423 //   double lon_diff = (lont - lond) * ft_per_deg_lon;
 424 //   double angle = atan(fabs(lat_diff / lon_diff)) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 425
 426 //   bool southerly = true;
 427 //   if (latt > latd) southerly = false;
 428 //   bool easterly = false;
 429 //   if (lont > lond) easterly = true;
 430 //   if (southerly && easterly) return 90.0 + angle;
 431 //   if (!southerly && easterly) return 90.0 - angle;
 432 //   if (southerly && !easterly) return 270.0 - angle;
 433 //   if (!southerly && !easterly) return 270.0 + angle;
 434   SGWayPoint sgWp(wp->longitude,wp->latitude, wp->altitude, SGWayPoint::WGS84, string("temp"));
 435   sgWp.CourseAndDistance(lon, lat, wp->altitude, &course, &distance);
 436
 437   return course;
 438   // Omit a compiler warning.
 439   //if ((errno == EDOM) || (errno == ERANGE))
 440   //  {
 441   //    cerr << "Lon:  " << wp->longitude
 442   //       << "Lat       = " << wp->latitude
 443   //   << "Tgt Lon   = " <<
 444   //   << "TgT Lat   = " << speed << endl;
 445   //  }
 446
 447 }
 448
 449
 450
 451 void FGAIFlightPlan::deleteWaypoints()
 452 {
 453   for (wpt_vector_iterator i = waypoints.begin(); i != waypoints.end();i++)
 454     delete (*i);
 455   waypoints.clear();
 456 }
 457
 458 // Delete all waypoints except the last,
 459 // which we will recycle as the first waypoint in the next leg;
 460 void FGAIFlightPlan::resetWaypoints()
 461 {
 462   if (waypoints.begin() == waypoints.end())
 463     return;
 464   else
 465     {
 466       waypoint *wpt = new waypoint;
 467       wpt_vector_iterator i = waypoints.end();
 468       i--;
 469       wpt->name      = (*i)->name;
 470       wpt->latitude  = (*i)->latitude;
 471       wpt->longitude =  (*i)->longitude;
 472       wpt->altitude  =  (*i)->altitude;
 473       wpt->speed     =  (*i)->speed;
 474       wpt->crossat   =  (*i)->crossat;
 475       wpt->gear_down =  (*i)->gear_down;
 476       wpt->flaps_down=  (*i)->flaps_down;
 477       wpt->finished  = false;
 478       wpt->on_ground =  (*i)->on_ground;
 479       //cerr << "Recycling waypoint " << wpt->name << endl;
 480       deleteWaypoints();
 481       waypoints.push_back(wpt);
 482     }
 483 }
 484
 485 // Start flightplan over from the beginning
 486 void FGAIFlightPlan::restart()
 487 {
 488   wpt_iterator = waypoints.begin();
 489 }
 490
 491
 492 void FGAIFlightPlan::deleteTaxiRoute()
 493 {
 494   delete taxiRoute;
 495   taxiRoute = 0;
 496 }
 497
 498
 499 int FGAIFlightPlan::getRouteIndex(int i) {
 500   if ((i > 0) && (i < waypoints.size())) {
 501     return waypoints[i]->routeIndex;
 502   }
 503   else
 504     return 0;
 505 }