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             SG_LOG(SG_GENERAL, SG_WARN, "Reason: No such file or directory");
 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       /*
 188       if ((timeDiff > 300) && (timeDiff < 1200))
 189         leg = 2;
 190       else if ((timeDiff >= 1200) && (timeDiff < 1500))
 191         leg = 3;
 192       else if ((timeDiff >= 1500) && (timeDiff < 2000))
 193         leg = 4;
 194       else if (timeDiff >= 2000)
 195         leg = 5;
 196       */
 197       if (timeDiff >= 2000)
 198           leg = 5;
 199
 200       SG_LOG(SG_GENERAL, SG_INFO, "Route from " << dep->getId() << " to " << arr->getId() << ". Set leg to : " << leg);
 201       wpt_iterator = waypoints.begin();
 202       create(dep,arr, leg, alt, speed, lat, lon,
 203              firstLeg, radius, fltType, acType, airline);
 204       wpt_iterator = waypoints.begin();
 205       //cerr << "after create: " << (*wpt_iterator)->name << endl;
 206       //leg++;
 207       // Now that we have dynamically created a flight plan,
 208       // we need to add some code that pops any waypoints already past.
 209       //return;
 210     }
 211   /*
 212     waypoint* init_waypoint   = new waypoint;
 213     init_waypoint->name       = string("initial position");
 214     init_waypoint->latitude   = entity->latitude;
 215     init_waypoint->longitude  = entity->longitude;
 216     init_waypoint->altitude   = entity->altitude;
 217     init_waypoint->speed      = entity->speed;
 218     init_waypoint->crossat    = - 10000;
 219     init_waypoint->gear_down  = false;
 220     init_waypoint->flaps_down = false;
 221     init_waypoint->finished   = false;
 222
 223     wpt_vector_iterator i = waypoints.begin();
 224     while (i != waypoints.end())
 225     {
 226       //cerr << "Checking status of each waypoint: " << (*i)->name << endl;
 227        SGWayPoint first(init_waypoint->longitude,
 228                        init_waypoint->latitude,
 229                        init_waypoint->altitude);
 230       SGWayPoint curr ((*i)->longitude,
 231                        (*i)->latitude,
 232                        (*i)->altitude);
 233       double crse, crsDiff;
 234       double dist;
 235       curr.CourseAndDistance(first, &crse, &dist);
 236
 237       dist *= SG_METER_TO_NM;
 238
 239       // We're only interested in the absolute value of crsDiff
 240       // wich should fall in the 0-180 deg range.
 241       crsDiff = fabs(crse-course);
 242       if (crsDiff > 180)
 243         crsDiff = 360-crsDiff;
 244       // These are the three conditions that we consider including
 245       // in our flight plan:
 246       // 1) current waypoint is less then 100 miles away OR
 247       // 2) curren waypoint is ahead of us, at any distance
 248
 249       if ((dist > 20.0) && (crsDiff > 90.0) && ((*i)->name != string ("EOF")))
 250         {
 251           //useWpt = false;
 252           // Once we start including waypoints, we have to continue, even though
 253           // one of the following way point would suffice.
 254           // so once is the useWpt flag is set to true, we cannot reset it to false.
 255           //cerr << "Discarding waypoint: " << (*i)->name
 256           //   << ": Course difference = " << crsDiff
 257           //  << "Course = " << course
 258           // << "crse   = " << crse << endl;
 259         }
 260       else
 261         useCurrentWayPoint = true;
 262
 263       if (useCurrentWayPoint)
 264         {
 265           if ((dist > 100.0) && (useInitialWayPoint))
 266             {
 267               //waypoints.push_back(init_waypoint);;
 268               waypoints.insert(i, init_waypoint);
 269               //cerr << "Using waypoint : " << init_waypoint->name <<  endl;
 270             }
 271           //if (useInitialWayPoint)
 272           // {
 273           //    (*i)->speed = dist; // A hack
 274           //  }
 275           //waypoints.push_back( wpt );
 276           //cerr << "Using waypoint : " << (*i)->name
 277           //  << ": course diff : " << crsDiff
 278           //   << "Course = " << course
 279           //   << "crse   = " << crse << endl
 280           //    << "distance      : " << dist << endl;
 281           useInitialWayPoint = false;
 282           i++;
 283         }
 284       else
 285         {
 286           //delete wpt;
 287           delete *(i);
 288           i = waypoints.erase(i);
 289           }
 290
 291         }
 292   */
 293   //for (i = waypoints.begin(); i != waypoints.end(); i++)
 294   //  cerr << "Using waypoint : " << (*i)->name << endl;
 295   //wpt_iterator = waypoints.begin();
 296   //cout << waypoints.size() << " waypoints read." << endl;
 297 }
 298
 299
 300
 301
 302 FGAIFlightPlan::~FGAIFlightPlan()
 303 {
 304   deleteWaypoints();
 305   delete taxiRoute;
 306 }
 307
 308
 309 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 310 FGAIFlightPlan::getPreviousWaypoint( void ) const
 311 {
 312   if (wpt_iterator == waypoints.begin()) {
 313     return 0;
 314   } else {
 315     wpt_vector_iterator prev = wpt_iterator;
 316     return *(--prev);
 317   }
 318 }
 319
 320 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 321 FGAIFlightPlan::getCurrentWaypoint( void ) const
 322 {
 323   return *wpt_iterator;
 324 }
 325
 326 FGAIFlightPlan::waypoint* const
 327 FGAIFlightPlan::getNextWaypoint( void ) const
 328 {
 329   wpt_vector_iterator i = waypoints.end();
 330   i--;  // end() points to one element after the last one.
 331   if (wpt_iterator == i) {
 332     return 0;
 333   } else {
 334     wpt_vector_iterator next = wpt_iterator;
 335     return *(++next);
 336   }
 337 }
 338
 339 void FGAIFlightPlan::IncrementWaypoint(bool eraseWaypoints )
 340 {
 341   if (eraseWaypoints)
 342     {
 343       if (wpt_iterator == waypoints.begin())
 344         wpt_iterator++;
 345       else
 346         {
 347           delete *(waypoints.begin());
 348           waypoints.erase(waypoints.begin());
 349           wpt_iterator = waypoints.begin();
 350           wpt_iterator++;
 351         }
 352     }
 353   else
 354     wpt_iterator++;
 355
 356 }
 357
 358 // gives distance in feet from a position to a waypoint
 359 double FGAIFlightPlan::getDistanceToGo(double lat, double lon, waypoint* wp) const{
 360    double course, distance;
 361    // get size of a degree2 at the present latitude
 362    // this won't work over large distances
 363    //double ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(lat / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 364    //double ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(lat / SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 365    //double lat_diff_ft = fabs(wp->latitude - lat) * ft_per_deg_lat;
 366    //double lon_diff_ft = fabs(wp->longitude - lon) * ft_per_deg_lon;
 367    //return sqrt((lat_diff_ft * lat_diff_ft) + (lon_diff_ft * lon_diff_ft));
 368    SGWayPoint sgWp(wp->longitude,wp->latitude, wp->altitude, SGWayPoint::WGS84, string("temp"));
 369    sgWp.CourseAndDistance(lon, lat, wp->altitude, &course, &distance);
 370    return distance;
 371 }
 372
 373 // sets distance in feet from a lead point to the current waypoint
 374 void FGAIFlightPlan::setLeadDistance(double speed, double bearing,
 375                                      waypoint* current, waypoint* next){
 376   double turn_radius;
 377   // Handle Ground steering
 378   // At a turn rate of 30 degrees per second, it takes 12 seconds to do a full 360 degree turn
 379   // So, to get an estimate of the turn radius, calculate the cicumference of the circle
 380   // we travel on. Get the turn radius by dividing by PI (*2).
 381   if (speed < 25) {
 382        turn_radius = ((360/30)*15) / (2*M_PI);
 383   } else
 384       turn_radius = 0.1911 * speed * speed; // an estimate for 25 degrees bank
 385
 386   double inbound = bearing;
 387   double outbound = getBearing(current, next);
 388   leadInAngle = fabs(inbound - outbound);
 389   if (leadInAngle > 180.0)
 390     leadInAngle = 360.0 - leadInAngle;
 391   //if (leadInAngle < 30.0) // To prevent lead_dist from getting so small it is skipped
 392   //  leadInAngle = 30.0;
 393
 394   //lead_distance = turn_radius * sin(leadInAngle * SG_DEGREES_TO_RADIANS);
 395   lead_distance = turn_radius * tan((leadInAngle * SG_DEGREES_TO_RADIANS)/2);
 396   //  if ((errno == EDOM) || (errno == ERANGE) || lead_distance < 1.0)
 397   //  {
 398   //  }
 399 }
 400
 401 void FGAIFlightPlan::setLeadDistance(double distance_ft){
 402   lead_distance = distance_ft;
 403 }
 404
 405
 406 double FGAIFlightPlan::getBearing(waypoint* first, waypoint* second) const{
 407   return getBearing(first->latitude, first->longitude, second);
 408 }
 409
 410
 411 double FGAIFlightPlan::getBearing(double lat, double lon, waypoint* wp) const{
 412   double course, distance;
 413  //  double latd = lat;
 414 //   double lond = lon;
 415 //   double latt = wp->latitude;
 416 //   double lont = wp->longitude;
 417 //   double ft_per_deg_lat = 366468.96 - 3717.12 * cos(lat/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 418 //   double ft_per_deg_lon = 365228.16 * cos(lat/SG_RADIANS_TO_DEGREES);
 419
 420 //   if (lond < 0.0) {
 421 //     lond+=360.0;
 422 //     lont+=360;
 423 //   }
 424 //   if (lont < 0.0) {
 425 //     lond+=360.0;
 426 //     lont+=360.0;
 427 //   }
 428 //   latd+=90.0;
 429 //   latt+=90.0;
 430
 431 //   double lat_diff = (latt - latd) * ft_per_deg_lat;
 432 //   double lon_diff = (lont - lond) * ft_per_deg_lon;
 433 //   double angle = atan(fabs(lat_diff / lon_diff)) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 434
 435 //   bool southerly = true;
 436 //   if (latt > latd) southerly = false;
 437 //   bool easterly = false;
 438 //   if (lont > lond) easterly = true;
 439 //   if (southerly && easterly) return 90.0 + angle;
 440 //   if (!southerly && easterly) return 90.0 - angle;
 441 //   if (southerly && !easterly) return 270.0 - angle;
 442 //   if (!southerly && !easterly) return 270.0 + angle;
 443   SGWayPoint sgWp(wp->longitude,wp->latitude, wp->altitude, SGWayPoint::WGS84, string("temp"));
 444   sgWp.CourseAndDistance(lon, lat, wp->altitude, &course, &distance);
 445
 446   return course;
 447   // Omit a compiler warning.
 448   //if ((errno == EDOM) || (errno == ERANGE))
 449   //  {
 450   //    cerr << "Lon:  " << wp->longitude
 451   //       << "Lat       = " << wp->latitude
 452   //   << "Tgt Lon   = " <<
 453   //   << "TgT Lat   = " << speed << endl;
 454   //  }
 455
 456 }
 457
 458
 459
 460 void FGAIFlightPlan::deleteWaypoints()
 461 {
 462   for (wpt_vector_iterator i = waypoints.begin(); i != waypoints.end();i++)
 463     delete (*i);
 464   waypoints.clear();
 465 }
 466
 467 // Delete all waypoints except the last,
 468 // which we will recycle as the first waypoint in the next leg;
 469 void FGAIFlightPlan::resetWaypoints()
 470 {
 471   if (waypoints.begin() == waypoints.end())
 472     return;
 473   else
 474     {
 475       waypoint *wpt = new waypoint;
 476       wpt_vector_iterator i = waypoints.end();
 477       i--;
 478       wpt->name      = (*i)->name;
 479       wpt->latitude  = (*i)->latitude;
 480       wpt->longitude =  (*i)->longitude;
 481       wpt->altitude  =  (*i)->altitude;
 482       wpt->speed     =  (*i)->speed;
 483       wpt->crossat   =  (*i)->crossat;
 484       wpt->gear_down =  (*i)->gear_down;
 485       wpt->flaps_down=  (*i)->flaps_down;
 486       wpt->finished  = false;
 487       wpt->on_ground =  (*i)->on_ground;
 488       //cerr << "Recycling waypoint " << wpt->name << endl;
 489       deleteWaypoints();
 490       waypoints.push_back(wpt);
 491     }
 492 }
 493
 494 // Start flightplan over from the beginning
 495 void FGAIFlightPlan::restart()
 496 {
 497   wpt_iterator = waypoints.begin();
 498 }
 499
 500
 501 void FGAIFlightPlan::deleteTaxiRoute()
 502 {
 503   delete taxiRoute;
 504   taxiRoute = 0;
 505 }
 506
 507
 508 int FGAIFlightPlan::getRouteIndex(int i) {
 509   if ((i > 0) && (i < waypoints.size())) {
 510     return waypoints[i]->routeIndex;
 511   }
 512   else
 513     return 0;
 514 }