src/ATC/AILocalTraffic.hxx

   1 // FGAILocalTraffic - AIEntity derived class with enough logic to
   2 // fly and interact with the traffic pattern.
   3 //
   4 // Written by David Luff, started March 2002.
   5 //
   6 // Copyright (C) 2002  David C. Luff - david.luff@nottingham.ac.uk
   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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21
  22 #ifndef _FG_AILocalTraffic_HXX
  23 #define _FG_AILocalTraffic_HXX
  24
  25 #include <plib/sg.h>
  26 #include <plib/ssg.h>
  27 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  28 #include <Main/fg_props.hxx>
  29
  30 #include "tower.hxx"
  31 #include "AIPlane.hxx"
  32 #include "ATCProjection.hxx"
  33 #include "ground.hxx"
  34
  35 #include <string>
  36 SG_USING_STD(string);
  37
  38 typedef enum PatternLeg {
  39         TAKEOFF_ROLL,
  40         CLIMBOUT,
  41         TURN1,
  42         CROSSWIND,
  43         TURN2,
  44         DOWNWIND,
  45         TURN3,
  46         BASE,
  47         TURN4,
  48         FINAL,
  49         LANDING_ROLL
  50 };
  51
  52 typedef enum TaxiState {
  53         TD_INBOUND,
  54         TD_OUTBOUND,
  55         TD_NONE
  56 };
  57
  58 typedef enum OperatingState {
  59         IN_PATTERN,
  60         TAXIING,
  61         PARKED
  62 };
  63
  64 // perhaps we could use an FGRunway instead of this
  65 typedef struct RunwayDetails {
  66         Point3D threshold_pos;
  67         Point3D end1ortho;      // ortho projection end1 (the threshold ATM)
  68         Point3D end2ortho;      // ortho projection end2 (the take off end in the current hardwired scheme)
  69         double mag_hdg;
  70         double mag_var;
  71         double hdg;             // true runway heading
  72         double length;  // In *METERS*
  73         int ID;         // 1 -> 36
  74         string rwyID;
  75 };
  76
  77 typedef struct StartofDescent {
  78         PatternLeg leg;
  79         double orthopos_x;
  80         double orthopos_y;
  81 };
  82
  83 class FGAILocalTraffic : public FGAIPlane {
  84
  85 public:
  86
  87         FGAILocalTraffic();
  88         ~FGAILocalTraffic();
  89
  90         // Initialise
  91         bool Init(string ICAO, OperatingState initialState = PARKED, PatternLeg initialLeg = DOWNWIND);
  92
  93         // Run the internal calculations
  94         void Update(double dt);
  95
  96         // Go out and practice circuits
  97         void FlyCircuits(int numCircuits, bool tag);
  98
  99 protected:
 100
 101         // Attempt to enter the traffic pattern in a reasonably intelligent manner
 102         void EnterTrafficPattern(double dt);
 103
 104         // Do what is necessary to land and parkup at home airport
 105         void ReturnToBase(double dt);
 106
 107 private:
 108         FGATCMgr* ATC;
 109         // This is purely for synactic convienience to avoid writing globals->get_ATC_mgr()-> all through the code!
 110
 111         // High-level stuff
 112         OperatingState operatingState;
 113         int circuitsToFly;      //Number of circuits still to do in this session NOT INCLUDING THE CURRENT ONE
 114         bool touchAndGo;        //True if circuits should be flown touch and go, false for full stop
 115
 116         // Its possible that this might be moved out to the ground/airport class at some point.
 117         FGATCAlignedProjection ortho;   // Orthogonal mapping of the local area with the threshold at the origin
 118         // and the runway aligned with the y axis.
 119
 120         // Airport/runway/pattern details
 121         string airportID;       // The ICAO code of the airport that we're operating around
 122         double aptElev;         // Airport elevation
 123         FGGround* ground;       // A pointer to the ground control.
 124         FGTower* tower; // A pointer to the tower control.
 125         RunwayDetails rwy;
 126         double patternDirection;        // 1 for right, -1 for left (This is double because we multiply/divide turn rates
 127         // with it to get RH/LH turns - DON'T convert it to int under ANY circumstances!!
 128         double glideAngle;              // Assumed to be visual glidepath angle for FGAILocalTraffic - can be found at www.airnav.com
 129         // Its conceivable that patternDirection and glidePath could be moved into the RunwayDetails structure.
 130
 131         // Performance characteristics of the plane in knots and ft/min - some of this might get moved out into FGAIPlane
 132         double Vr;
 133         double best_rate_of_climb_speed;
 134         double best_rate_of_climb;
 135         double nominal_climb_speed;
 136         double nominal_climb_rate;
 137         double nominal_circuit_speed;
 138         double min_circuit_speed;
 139         double max_circuit_speed;
 140         double nominal_descent_rate;
 141         double nominal_approach_speed;
 142         double nominal_final_speed;
 143         double stall_speed_landing_config;
 144         double nominal_taxi_speed;
 145
 146         // Physical/rendering stuff
 147         double wheelOffset;             // Height above ground at which we need to render the plane whilst taxiing
 148         bool elevInitGood;              // We have had at least one good elev reading
 149         bool inAir;                             // True when off the ground
 150
 151         // environment - some of this might get moved into FGAIPlane
 152         SGPropertyNode* wind_from_hdg;  //degrees
 153         SGPropertyNode* wind_speed_knots;               //knots
 154
 155         // Pattern details that (may) change
 156         int numInPattern;               // Number of planes in the pattern (this might get more complicated if high performance GA aircraft fly a higher pattern eventually)
 157         int numAhead;           // More importantly - how many of them are ahead of us?
 158         double distToNext;              // And even more importantly, how near are we getting to the one immediately ahead?
 159         PatternLeg leg;         // Out current position in the pattern
 160         StartofDescent SoD;             // Start of descent calculated wrt wind, pattern size & altitude, glideslope etc
 161
 162         // Taxiing details
 163         // At the moment this assumes that all taxiing in is to gates (a loose term that includes
 164         // any permitted parking spot) and that all taxiing out is to runways.
 165         bool parked;
 166         bool taxiing;
 167         TaxiState taxiState;
 168         double desiredTaxiHeading;
 169         double taxiTurnRadius;
 170         double nominalTaxiSpeed;
 171         Gate* ourGate;
 172         ground_network_path_type path;  // a path through the ground network for the plane to taxi
 173         unsigned int taxiPathPos;       // position of iterator in taxi path when applicable
 174         node* nextTaxiNode;     // next node in taxi path
 175         //Runway out_dest; //FIXME - implement this
 176         bool liningUp;  // Set true when the turn onto the runway heading is commenced when taxiing out
 177
 178         void FlyTrafficPattern(double dt);
 179
 180         // TODO - need to add something to define what option we are flying - Touch and go / Stop and go / Landing properly / others?
 181
 182         void TransmitPatternPositionReport();
 183
 184         void CalculateStartofDescent();
 185
 186         void ExitRunway(Point3D orthopos);
 187
 188         void StartTaxi();
 189
 190         void Taxi(double dt);
 191
 192         void GetNextTaxiNode();
 193
 194         void DoGroundElev();
 195
 196         void GetRwyDetails();
 197 };
 198
 199 #endif  // _FG_AILocalTraffic_HXX