src/AIModel/AIManager.cxx

   1 // AIManager.cxx  Based on David Luff's AIMgr:
   2 // - a global management type for AI objects
   3 //
   4 // Written by David Culp, started October 2003.
   5 // - 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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20
  21 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  22 #include <simgear/props/props_io.hxx>
  23 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  24
  25 #include <Main/globals.hxx>
  26
  27 #include <Airports/simple.hxx>
  28 #include <Traffic/TrafficMgr.hxx>
  29
  30 #include "AIManager.hxx"
  31 #include "AIAircraft.hxx"
  32 #include "AIShip.hxx"
  33 #include "AIBallistic.hxx"
  34 #include "AIStorm.hxx"
  35 #include "AIThermal.hxx"
  36 #include "AICarrier.hxx"
  37 #include "AIStatic.hxx"
  38 #include "AIMultiplayer.hxx"
  39 #include "AITanker.hxx"
  40 #include "AIWingman.hxx"
  41
  42 FGAIManager::FGAIManager() {
  43     _dt = 0.0;
  44     mNumAiModels = 0;
  45
  46     for (unsigned i = 0; i < FGAIBase::MAX_OBJECTS; ++i)
  47         mNumAiTypeModels[i] = 0;
  48 }
  49
  50 FGAIManager::~FGAIManager() {
  51     ai_list_iterator ai_list_itr = ai_list.begin();
  52
  53     while(ai_list_itr != ai_list.end()) {
  54         (*ai_list_itr)->unbind();
  55         ++ai_list_itr;
  56     }
  57 }
  58
  59 void
  60 FGAIManager::init() {
  61     root = fgGetNode("sim/ai", true);
  62
  63     enabled = root->getNode("enabled", true)->getBoolValue();
  64
  65     if (!enabled)
  66         return;
  67
  68     thermal_lift_node = fgGetNode("/environment/thermal-lift-fps", true);
  69     wind_from_east_node  = fgGetNode("/environment/wind-from-east-fps",true);
  70     wind_from_north_node = fgGetNode("/environment/wind-from-north-fps",true);
  71
  72     user_latitude_node  = fgGetNode("/position/latitude-deg", true);
  73     user_longitude_node = fgGetNode("/position/longitude-deg", true);
  74     user_altitude_node  = fgGetNode("/position/altitude-ft", true);
  75     user_heading_node   = fgGetNode("/orientation/heading-deg", true);
  76     user_pitch_node     = fgGetNode("/orientation/pitch-deg", true);
  77     user_yaw_node       = fgGetNode("/orientation/side-slip-deg", true);
  78     user_roll_node      = fgGetNode("/orientation/roll-deg", true);
  79     user_speed_node     = fgGetNode("/velocities/uBody-fps", true);
  80 }
  81
  82 void
  83 FGAIManager::postinit() {
  84     // postinit, so that it can access the Nasal subsystem
  85     map<string, bool> scenarios;
  86     for (int i = 0 ; i < root->nChildren() ; i++) {
  87         SGPropertyNode *n = root->getChild(i);
  88         if (strcmp(n->getName(), "scenario"))
  89             continue;
  90
  91         string name = n->getStringValue();
  92         if (name.empty())
  93             continue;
  94
  95         if (scenarios.find(name) != scenarios.end()) {
  96             SG_LOG(SG_GENERAL, SG_WARN, "won't load scenario '" << name << "' twice");
  97             continue;
  98         }
  99
 100         SG_LOG(SG_GENERAL, SG_INFO, "loading scenario '" << name << '\'');
 101         processScenario(name);
 102         scenarios[name] = true;
 103     }
 104 }
 105
 106 void
 107 FGAIManager::reinit() {
 108     update(0.0);
 109     ai_list_iterator ai_list_itr = ai_list.begin();
 110
 111     while(ai_list_itr != ai_list.end()) {
 112         (*ai_list_itr)->reinit();
 113         ++ai_list_itr;
 114     }
 115 }
 116
 117 void
 118 FGAIManager::bind() {
 119     root = globals->get_props()->getNode("ai/models", true);
 120     root->tie("count", SGRawValueMethods<FGAIManager, int>(*this,
 121         &FGAIManager::getNumAiObjects));
 122 }
 123
 124 void
 125 FGAIManager::unbind() {
 126     root->untie("count");
 127 }
 128
 129 void
 130 FGAIManager::update(double dt) {
 131     // initialize these for finding nearest thermals
 132     range_nearest = 10000.0;
 133     strength = 0.0;
 134
 135     if (!enabled)
 136         return;
 137
 138     FGTrafficManager *tmgr = (FGTrafficManager*) globals->get_subsystem("Traffic Manager");
 139     _dt = dt;
 140
 141     ai_list_iterator ai_list_itr = ai_list.begin();
 142
 143     while(ai_list_itr != ai_list.end()) {
 144
 145         if ((*ai_list_itr)->getDie()) {
 146             tmgr->release((*ai_list_itr)->getID());
 147             --mNumAiModels;
 148             --(mNumAiTypeModels[(*ai_list_itr)->getType()]);
 149             FGAIBase *base = (*ai_list_itr).get();
 150             SGPropertyNode *props = base->_getProps();
 151
 152             props->setBoolValue("valid", false);
 153             base->unbind();
 154
 155             // for backward compatibility reset properties, so that aircraft,
 156             // which don't know the <valid> property, keep working
 157             // TODO: remove after a while
 158             props->setIntValue("id", -1);
 159             props->setBoolValue("radar/in-range", false);
 160             props->setIntValue("refuel/tanker", false);
 161
 162             ai_list_itr = ai_list.erase(ai_list_itr);
 163         } else {
 164             fetchUserState();
 165             if ((*ai_list_itr)->isa(FGAIBase::otThermal)) {
 166                 FGAIBase *base = (*ai_list_itr).get();
 167                 processThermal((FGAIThermal*)base);
 168             } else {
 169                 (*ai_list_itr)->update(_dt);
 170             }
 171             ++ai_list_itr;
 172         }
 173     }
 174
 175     thermal_lift_node->setDoubleValue( strength );  // for thermals
 176 }
 177
 178 void
 179 FGAIManager::attach(FGAIBase *model)
 180 {
 181     //unsigned idx = mNumAiTypeModels[model->getType()];
 182     const char* typeString = model->getTypeString();
 183     SGPropertyNode* root = globals->get_props()->getNode("ai/models", true);
 184     SGPropertyNode* p;
 185     int i;
 186
 187     // find free index in the property tree, if we have
 188     // more than 10000 mp-aircrafts in the property tree we should optimize the mp-server
 189     for (i = 0; i < 10000; i++) {
 190         p = root->getNode(typeString, i, false);
 191
 192         if (!p || !p->getBoolValue("valid", false))
 193             break;
 194
 195         if (p->getIntValue("id",-1)==model->getID()) {
 196             p->setStringValue("callsign","***invalid node***"); //debug only, should never set!
 197         }
 198     }
 199
 200     p = root->getNode(typeString, i, true);
 201     model->setManager(this, p);
 202     ai_list.push_back(model);
 203     ++mNumAiModels;
 204     ++(mNumAiTypeModels[model->getType()]);
 205     model->init(model->getType()==FGAIBase::otAircraft
 206         || model->getType()==FGAIBase::otMultiplayer
 207         || model->getType()==FGAIBase::otStatic);
 208     model->bind();
 209     p->setBoolValue("valid", true);
 210 }
 211
 212 void
 213 FGAIManager::destroyObject( int ID ) {
 214     ai_list_iterator ai_list_itr = ai_list.begin();
 215
 216     while(ai_list_itr != ai_list.end()) {
 217
 218         if ((*ai_list_itr)->getID() == ID) {
 219             --mNumAiModels;
 220             --(mNumAiTypeModels[(*ai_list_itr)->getType()]);
 221             (*ai_list_itr)->unbind();
 222             ai_list_itr = ai_list.erase(ai_list_itr);
 223         } else
 224             ++ai_list_itr;
 225     }
 226
 227 }
 228
 229 int
 230 FGAIManager::getNumAiObjects(void) const
 231 {
 232     return mNumAiModels;
 233 }
 234
 235 void
 236 FGAIManager::fetchUserState( void ) {
 237     user_latitude  = user_latitude_node->getDoubleValue();
 238     user_longitude = user_longitude_node->getDoubleValue();
 239     user_altitude  = user_altitude_node->getDoubleValue();
 240     user_heading   = user_heading_node->getDoubleValue();
 241     user_pitch     = user_pitch_node->getDoubleValue();
 242     user_yaw       = user_yaw_node->getDoubleValue();
 243     user_speed     = user_speed_node->getDoubleValue() * 0.592484;
 244     user_roll      = user_roll_node->getDoubleValue();
 245     wind_from_east = wind_from_east_node->getDoubleValue();
 246     wind_from_north = wind_from_north_node->getDoubleValue();
 247 }
 248
 249 // only keep the results from the nearest thermal
 250 void
 251 FGAIManager::processThermal( FGAIThermal* thermal ) {
 252     thermal->update(_dt);
 253
 254     if ( thermal->_getRange() < range_nearest ) {
 255         range_nearest = thermal->_getRange();
 256         strength = thermal->getStrength();
 257     }
 258
 259 }
 260
 261
 262
 263 void
 264 FGAIManager::processScenario( const string &filename ) {
 265
 266     SGPropertyNode_ptr scenarioTop = loadScenarioFile(filename);
 267
 268     if (!scenarioTop)
 269         return;
 270
 271     SGPropertyNode* scenarios = scenarioTop->getChild("scenario");
 272
 273     if (!scenarios)
 274         return;
 275
 276     for (int i = 0; i < scenarios->nChildren(); i++) {
 277         SGPropertyNode* scEntry = scenarios->getChild(i);
 278
 279         if (strcmp(scEntry->getName(), "entry"))
 280             continue;
 281         std::string type = scEntry->getStringValue("type", "aircraft");
 282
 283          if (type == "tanker") { // refueling scenarios
 284             FGAITanker* tanker = new FGAITanker;
 285             tanker->readFromScenario(scEntry);
 286             attach(tanker);
 287
 288         } else if (type == "wingman") {
 289             FGAIWingman* wingman = new FGAIWingman;
 290             wingman->readFromScenario(scEntry);
 291             attach(wingman);
 292
 293     } else if (type == "aircraft") {
 294             FGAIAircraft* aircraft = new FGAIAircraft;
 295             aircraft->readFromScenario(scEntry);
 296             attach(aircraft);
 297
 298         } else if (type == "ship") {
 299             FGAIShip* ship = new FGAIShip;
 300             ship->readFromScenario(scEntry);
 301             attach(ship);
 302
 303         } else if (type == "carrier") {
 304             FGAICarrier* carrier = new FGAICarrier;
 305             carrier->readFromScenario(scEntry);
 306             attach(carrier);
 307
 308         } else if (type == "thunderstorm") {
 309             FGAIStorm* storm = new FGAIStorm;
 310             storm->readFromScenario(scEntry);
 311             attach(storm);
 312
 313         } else if (type == "thermal") {
 314             FGAIThermal* thermal = new FGAIThermal;
 315             thermal->readFromScenario(scEntry);
 316             attach(thermal);
 317
 318         } else if (type == "ballistic") {
 319             FGAIBallistic* ballistic = new FGAIBallistic;
 320             ballistic->readFromScenario(scEntry);
 321             attach(ballistic);
 322
 323         } else if (type == "static") {
 324             FGAIStatic* aistatic = new FGAIStatic;
 325             aistatic->readFromScenario(scEntry);
 326             attach(aistatic);
 327
 328         }
 329     }
 330 }
 331
 332 SGPropertyNode_ptr
 333 FGAIManager::loadScenarioFile(const std::string& filename)
 334 {
 335     SGPath path(globals->get_fg_root());
 336     path.append("AI/" + filename + ".xml");
 337     try {
 338         SGPropertyNode_ptr root = new SGPropertyNode;
 339         readProperties(path.str(), root);
 340         return root;
 341     } catch (const sg_exception &) {
 342         SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "Incorrect path specified for AI "
 343             "scenario: \"" << path.str() << "\"");
 344         return 0;
 345     }
 346 }
 347
 348 bool
 349 FGAIManager::getStartPosition(const string& id, const string& pid,
 350                               SGGeod& geodPos, double& hdng, SGVec3d& uvw)
 351 {
 352     bool found = false;
 353     SGPropertyNode* root = fgGetNode("sim/ai", true);
 354     if (!root->getNode("enabled", true)->getBoolValue())
 355         return found;
 356
 357     for (int i = 0 ; (!found) && i < root->nChildren() ; i++) {
 358         SGPropertyNode *aiEntry = root->getChild( i );
 359         if ( !strcmp( aiEntry->getName(), "scenario" ) ) {
 360             string filename = aiEntry->getStringValue();
 361             SGPropertyNode_ptr scenarioTop = loadScenarioFile(filename);
 362             if (scenarioTop) {
 363                 SGPropertyNode* scenarios = scenarioTop->getChild("scenario");
 364                 if (scenarios) {
 365                     for (int i = 0; i < scenarios->nChildren(); i++) {
 366                         SGPropertyNode* scEntry = scenarios->getChild(i);
 367                         std::string type = scEntry->getStringValue("type");
 368                         std::string pnumber = scEntry->getStringValue("pennant-number");
 369                         std::string name = scEntry->getStringValue("name");
 370                         if (type == "carrier" && (pnumber == id || name == id)) {
 371                             osg::ref_ptr<FGAICarrier> carrier = new FGAICarrier;
 372                             carrier->readFromScenario(scEntry);
 373
 374                             if (carrier->getParkPosition(pid, geodPos, hdng, uvw)) {
 375                                 found = true;
 376                                 break;
 377                             }
 378                         }
 379                     }
 380                 }
 381             }
 382         }
 383     }
 384     return found;
 385 }
 386
 387 const FGAIBase *
 388 FGAIManager::calcCollision(double alt, double lat, double lon, double fuse_range)
 389 {
 390     // we specify tgt extent (ft) according to the AIObject type
 391     double tgt_ht[]     = {0, 50 ,100, 250, 0, 100, 0, 0, 50, 50, 50};
 392     double tgt_length[] = {0, 100, 200, 750, 0, 50, 0, 0, 200, 100, 100};
 393     ai_list_iterator ai_list_itr = ai_list.begin();
 394     ai_list_iterator end = ai_list.end();
 395
 396     while (ai_list_itr != end) {
 397         double tgt_alt = (*ai_list_itr)->_getAltitude();
 398         int type       = (*ai_list_itr)->getType();
 399         tgt_ht[type] += fuse_range;
 400
 401         if (fabs(tgt_alt - alt) > tgt_ht[type] || type == FGAIBase::otBallistic
 402                 || type == FGAIBase::otStorm || type == FGAIBase::otThermal ) {
 403             SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "AIManager: skipping "
 404                 << fabs(tgt_alt - alt)
 405                 << " "
 406                 << type
 407                 );
 408             ++ai_list_itr;
 409             continue;
 410         }
 411
 412         double tgt_lat = (*ai_list_itr)->_getLatitude();
 413         double tgt_lon = (*ai_list_itr)->_getLongitude();
 414         int id         = (*ai_list_itr)->getID();
 415
 416         double range = calcRange(lat, lon, tgt_lat, tgt_lon);
 417
 418         SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "AIManager:  AI list size "
 419             << ai_list.size()
 420             << " type " << type
 421             << " ID " << id
 422             << " range " << range
 423             //<< " bearing " << bearing
 424             << " alt " << tgt_alt
 425             );
 426
 427         tgt_length[type] += fuse_range;
 428
 429         if (range < tgt_length[type]){
 430             SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "AIManager: HIT! "
 431                 << " type " << type
 432                 << " ID " << id
 433                 << " range " << range
 434                 << " alt " << tgt_alt
 435                 );
 436             return (*ai_list_itr).get();
 437         }
 438         ++ai_list_itr;
 439     }
 440     return 0;
 441 }
 442
 443 double
 444 FGAIManager::calcRange(double lat, double lon, double lat2, double lon2) const
 445 {
 446     double course, az2, distance;
 447
 448     //calculate the bearing and range of the second pos from the first
 449     geo_inverse_wgs_84(lat, lon, lat2, lon2, &course, &az2, &distance);
 450     distance *= SG_METER_TO_FEET;
 451     return distance;
 452 }
 453
 454 //end AIManager.cxx