src/Autopilot/newauto.cxx

   1 // newauto.cxx -- autopilot defines and prototypes (very alpha)
   2 //
   3 // Started April 1998  Copyright (C) 1998
   4 //
   5 // Contributions by Jeff Goeke-Smith <jgoeke@voyager.net>
   6 //                  Norman Vine <nhv@cape.com>
   7 //                  Curtis Olson <curt@flightgear.org>
   8 //
   9 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  10 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  12 // License, or (at your option) any later version.
  13 //
  14 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  15 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17 // General Public License for more details.
  18 //
  19 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  20 // along with this program; if not, write to the Free Software
  21 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  22 //
  23 // $Id$
  24
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include <config.h>
  28 #endif
  29
  30 #include <stdio.h>              // sprintf()
  31
  32 #include <simgear/constants.h>
  33 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  34 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  35
  36 #include <Cockpit/steam.hxx>
  37 #include <Cockpit/radiostack.hxx>
  38 #include <Controls/controls.hxx>
  39 #include <FDM/flight.hxx>
  40 #include <Main/bfi.hxx>
  41 #include <Main/globals.hxx>
  42 #include <Scenery/scenery.hxx>
  43
  44 #include "newauto.hxx"
  45
  46
  47 FGAutopilot *current_autopilot;
  48
  49
  50 // Climb speed constants
  51 const double min_climb = 70.0;  // kts
  52 const double best_climb = 75.0; // kts
  53 const double ideal_climb_rate = 500.0 * FEET_TO_METER; // fpm -> mpm
  54
  55 /// These statics will eventually go into the class
  56 /// they are just here while I am experimenting -- NHV :-)
  57 // AutoPilot Gain Adjuster members
  58 static double MaxRollAdjust;        // MaxRollAdjust       = 2 * APData->MaxRoll;
  59 static double RollOutAdjust;        // RollOutAdjust       = 2 * APData->RollOut;
  60 static double MaxAileronAdjust;     // MaxAileronAdjust    = 2 * APData->MaxAileron;
  61 static double RollOutSmoothAdjust;  // RollOutSmoothAdjust = 2 * APData->RollOutSmooth;
  62
  63 static char NewTgtAirportId[16];
  64 // static char NewTgtAirportLabel[] = "Enter New TgtAirport ID";
  65
  66 extern char *coord_format_lat(float);
  67 extern char *coord_format_lon(float);
  68
  69
  70 void FGAutopilot::MakeTargetLatLonStr( double lat, double lon ) {
  71     sprintf( TargetLatitudeStr , "%s", coord_format_lat(get_TargetLatitude()));
  72     sprintf( TargetLongitudeStr, "%s", coord_format_lon(get_TargetLongitude()));
  73     sprintf( TargetLatLonStr, "%s  %s", TargetLatitudeStr, TargetLongitudeStr );
  74 }
  75
  76
  77 void FGAutopilot::MakeTargetAltitudeStr( double altitude ) {
  78     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
  79         sprintf( TargetAltitudeStr, "APAltitude  %6.0f+", altitude );
  80     } else {
  81         sprintf( TargetAltitudeStr, "APAltitude  %6.0f", altitude );
  82     }
  83 }
  84
  85
  86 void FGAutopilot::MakeTargetHeadingStr( double bearing ) {
  87     if( bearing < 0. ) {
  88         bearing += 360.;
  89     } else if (bearing > 360. ) {
  90         bearing -= 360.;
  91     }
  92     sprintf( TargetHeadingStr, "APHeading  %6.1f", bearing );
  93 }
  94
  95
  96 static inline double get_speed( void ) {
  97     return( cur_fdm_state->get_V_equiv_kts() );
  98 }
  99
 100 static inline double get_ground_speed() {
 101     // starts in ft/s so we convert to kts
 102     double ft_s = cur_fdm_state->get_V_ground_speed()
 103       * fgGetInt("/sim/speed-up"); // FIXME: inefficient
 104     double kts = ft_s * FEET_TO_METER * 3600 * METER_TO_NM;
 105
 106     return kts;
 107 }
 108
 109
 110 void FGAutopilot::MakeTargetWPStr( double distance ) {
 111     static time_t last_time = 0;
 112     time_t current_time = time(NULL);
 113     if ( last_time == current_time ) {
 114         return;
 115     }
 116
 117     last_time = current_time;
 118
 119     double accum = 0.0;
 120
 121     int size = globals->get_route()->size();
 122
 123     // start by wiping the strings
 124     TargetWP1Str[0] = 0;
 125     TargetWP2Str[0] = 0;
 126     TargetWP3Str[0] = 0;
 127
 128     // current route
 129     if ( size > 0 ) {
 130         SGWayPoint wp1 = globals->get_route()->get_waypoint( 0 );
 131         accum += distance;
 132         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 133         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 134         int major, minor;
 135         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 136             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 137             eta *= 60.0;
 138         }
 139         major = (int)eta;
 140         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 141         sprintf( TargetWP1Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 142                  wp1.get_id().c_str(),
 143                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 144         // cout << "distance = " << distance*METER_TO_NM
 145         //      << "  gndsp = " << get_ground_speed()
 146         //      << "  time = " << eta
 147         //      << "  major = " << major
 148         //      << "  minor = " << minor
 149         //      << endl;
 150     }
 151
 152     // next route
 153     if ( size > 1 ) {
 154         SGWayPoint wp2 = globals->get_route()->get_waypoint( 1 );
 155         accum += wp2.get_distance();
 156
 157         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 158         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 159         int major, minor;
 160         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 161             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 162             eta *= 60.0;
 163         }
 164         major = (int)eta;
 165         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 166         sprintf( TargetWP2Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 167                  wp2.get_id().c_str(),
 168                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 169     }
 170
 171     // next route
 172     if ( size > 2 ) {
 173         for ( int i = 2; i < size; ++i ) {
 174             accum += globals->get_route()->get_waypoint( i ).get_distance();
 175         }
 176
 177         SGWayPoint wpn = globals->get_route()->get_waypoint( size - 1 );
 178
 179         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 180         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 181         int major, minor;
 182         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 183             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 184             eta *= 60.0;
 185         }
 186         major = (int)eta;
 187         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 188         sprintf( TargetWP3Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 189                  wpn.get_id().c_str(),
 190                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 191     }
 192 }
 193
 194
 195 void FGAutopilot::update_old_control_values() {
 196     old_aileron = controls.get_aileron();
 197     old_elevator = controls.get_elevator();
 198     old_elevator_trim = controls.get_elevator_trim();
 199     old_rudder = controls.get_rudder();
 200 }
 201
 202
 203 // Initialize autopilot subsystem
 204 void FGAutopilot::init() {
 205     FG_LOG( FG_AUTOPILOT, FG_INFO, "Init AutoPilot Subsystem" );
 206
 207     heading_hold = false ;      // turn the heading hold off
 208     altitude_hold = false ;     // turn the altitude hold off
 209     auto_throttle = false ;     // turn the auto throttle off
 210
 211     // Initialize target location to startup location
 212     old_lat = FGBFI::getLatitude();
 213     old_lon = FGBFI::getLongitude();
 214     // set_WayPoint( old_lon, old_lat, 0.0, "default" );
 215
 216     MakeTargetLatLonStr( get_TargetLatitude(), get_TargetLongitude() );
 217
 218     TargetHeading = 0.0;        // default direction, due north
 219     TargetAltitude = 3000;      // default altitude in meters
 220     alt_error_accum = 0.0;
 221     climb_error_accum = 0.0;
 222
 223     MakeTargetAltitudeStr( 3000.0);
 224     MakeTargetHeadingStr( 0.0 );
 225
 226     // These eventually need to be read from current_aircaft somehow.
 227
 228     // the maximum roll, in Deg
 229     MaxRoll = 20;
 230
 231     // the deg from heading to start rolling out at, in Deg
 232     RollOut = 20;
 233
 234     // how far can I move the aleron from center.
 235     MaxAileron = .2;
 236
 237     // Smoothing distance for alerion control
 238     RollOutSmooth = 10;
 239
 240     // Hardwired for now should be in options
 241     // 25% max control variablilty  0.5 / 2.0
 242     disengage_threshold = 1.0;
 243
 244 #if !defined( USING_SLIDER_CLASS )
 245     MaxRollAdjust = 2 * MaxRoll;
 246     RollOutAdjust = 2 * RollOut;
 247     MaxAileronAdjust = 2 * MaxAileron;
 248     RollOutSmoothAdjust = 2 * RollOutSmooth;
 249 #endif  // !defined( USING_SLIDER_CLASS )
 250
 251     update_old_control_values();
 252
 253     // Initialize GUI components of autopilot
 254     // NewTgtAirportInit();
 255     // fgAPAdjustInit() ;
 256     // NewHeadingInit();
 257     // NewAltitudeInit();
 258 };
 259
 260
 261 // Reset the autopilot system
 262 void FGAutopilot::reset() {
 263
 264     heading_hold = false ;      // turn the heading hold off
 265     altitude_hold = false ;     // turn the altitude hold off
 266     auto_throttle = false ;     // turn the auto throttle off
 267
 268     TargetHeading = 0.0;        // default direction, due north
 269     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 270
 271     TargetAltitude = 3000;   // default altitude in meters
 272     MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude );
 273
 274     alt_error_accum = 0.0;
 275     climb_error_accum = 0.0;
 276
 277     update_old_control_values();
 278
 279     sprintf( NewTgtAirportId, "%s", fgGetString("/sim/startup/airport-id").c_str() );
 280
 281     // TargetLatitude = FGBFI::getLatitude();
 282     // TargetLongitude = FGBFI::getLongitude();
 283     // set_WayPoint( FGBFI::getLongitude(), FGBFI::getLatitude(), 0.0, "reset" );
 284
 285     MakeTargetLatLonStr( get_TargetLatitude(), get_TargetLongitude() );
 286 }
 287
 288
 289 static double NormalizeDegrees( double Input ) {
 290     // normalize the input to the range (-180,180]
 291     // Input should not be greater than -360 to 360.
 292     // Current rules send the output to an undefined state.
 293     if ( Input > 180 )
 294         while(Input > 180 )
 295             Input -= 360;
 296     else if ( Input <= -180 )
 297         while ( Input <= -180 )
 298             Input += 360;
 299     return ( Input );
 300 };
 301
 302 static double LinearExtrapolate( double x, double x1, double y1, double x2, double y2 ) {
 303     // This procedure extrapolates the y value for the x posistion on a line defined by x1,y1; x2,y2
 304     //assert(x1 != x2); // Divide by zero error.  Cold abort for now
 305
 306         // Could be
 307         // static double y = 0.0;
 308         // double dx = x2 -x1;
 309         // if( (dx < -FG_EPSILON ) || ( dx > FG_EPSILON ) )
 310         // {
 311
 312     double m, b, y;          // the constants to find in y=mx+b
 313     // double m, b;
 314
 315     m = ( y2 - y1 ) / ( x2 - x1 );   // calculate the m
 316
 317     b = y1 - m * x1;       // calculate the b
 318
 319     y = m * x + b;       // the final calculation
 320
 321     // }
 322
 323     return ( y );
 324
 325 };
 326
 327
 328 int FGAutopilot::run() {
 329     // Remove the following lines when the calling funcitons start
 330     // passing in the data pointer
 331
 332     // get control settings
 333     // double aileron = FGBFI::getAileron();
 334     // double elevator = FGBFI::getElevator();
 335     // double elevator_trim = FGBFI::getElevatorTrim();
 336     // double rudder = FGBFI::getRudder();
 337
 338     double lat = FGBFI::getLatitude();
 339     double lon = FGBFI::getLongitude();
 340     double alt = FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER;
 341
 342 #ifdef FG_FORCE_AUTO_DISENGAGE
 343     // see if somebody else has changed them
 344     if( fabs(aileron - old_aileron) > disengage_threshold ||
 345         fabs(elevator - old_elevator) > disengage_threshold ||
 346         fabs(elevator_trim - old_elevator_trim) >
 347         disengage_threshold ||
 348         fabs(rudder - old_rudder) > disengage_threshold )
 349     {
 350         // if controls changed externally turn autopilot off
 351         waypoint_hold = false ;   // turn the target hold off
 352         heading_hold = false ;    // turn the heading hold off
 353         altitude_hold = false ;   // turn the altitude hold off
 354         terrain_follow = false;   // turn the terrain_follow hold off
 355         // auto_throttle = false; // turn the auto_throttle off
 356
 357         // stash this runs control settings
 358         old_aileron = aileron;
 359         old_elevator = elevator;
 360         old_elevator_trim = elevator_trim;
 361         old_rudder = rudder;
 362
 363         return 0;
 364     }
 365 #endif
 366
 367     // heading hold
 368     if ( heading_hold == true ) {
 369         if ( heading_mode == FG_DG_HEADING_LOCK ) {
 370             // cout << "DG heading = " << FGSteam::get_DG_deg()
 371             //      << " DG error = " << FGSteam::get_DG_err() << endl;
 372
 373             TargetHeading = DGTargetHeading + FGSteam::get_DG_err();
 374             while ( TargetHeading <   0.0 ) { TargetHeading += 360.0; }
 375             while ( TargetHeading > 360.0 ) { TargetHeading -= 360.0; }
 376             MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 377         } else if ( heading_mode == FG_HEADING_LOCK ) {
 378             // leave target heading alone
 379         } else if ( heading_mode == FG_HEADING_NAV1 ) {
 380             // track the NAV1 heading needle deflection
 381             double cur_radial = current_radiostack->get_nav1_heading() +
 382                 current_radiostack->get_nav1_magvar();
 383             if ( current_radiostack->get_nav1_from_flag() ) {
 384                 cur_radial += 180.0;
 385                 while ( cur_radial >= 360.0 ) { cur_radial -= 360.0; }
 386             }
 387             double adjustment =
 388                 current_radiostack->get_nav1_heading_needle_deflection()
 389                 * (current_radiostack->get_nav1_loc_dist() * METER_TO_NM);
 390             if ( adjustment < -30.0 ) { adjustment = -30.0; }
 391             if ( adjustment >  30.0 ) { adjustment =  30.0; }
 392             TargetHeading = cur_radial + adjustment;
 393             while ( TargetHeading <   0.0 ) { TargetHeading += 360.0; }
 394             while ( TargetHeading > 360.0 ) { TargetHeading -= 360.0; }
 395 #if 0
 396             if ( current_radiostack->get_nav1_to_flag() ||
 397                  current_radiostack->get_nav1_from_flag() ) {
 398                 // We have an appropriate radial selected that the
 399                 // autopilot can follow
 400                 double tgt_radial;
 401                 double cur_radial;
 402                 if ( current_radiostack->get_nav1_loc() ) {
 403                     // localizers radials are "true"
 404                     tgt_radial = current_radiostack->get_nav1_radial();
 405                 } else {
 406                     tgt_radial = current_radiostack->get_nav1_radial() +
 407                         current_radiostack->get_nav1_magvar();
 408                 }
 409                 cur_radial = current_radiostack->get_nav1_heading() +
 410                     current_radiostack->get_nav1_magvar();
 411                 if ( current_radiostack->get_nav1_from_flag() ) {
 412                     cur_radial += 180.0;
 413                     while ( cur_radial >= 360.0 ) { cur_radial -= 360.0; }
 414                 }
 415                 // cout << "target rad (true) = " << tgt_radial
 416                 //      << "  current rad (true) = " << cur_radial
 417                 //      << endl;
 418
 419                 double diff = (tgt_radial - cur_radial);
 420                 while ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 421                 while ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 422
 423                 diff *= (current_radiostack->get_nav1_loc_dist() * METER_TO_NM);
 424                 if ( diff < -30.0 ) { diff = -30.0; }
 425                 if ( diff >  30.0 ) { diff =  30.0; }
 426
 427                 if ( current_radiostack->get_nav1_to_flag() ) {
 428                     TargetHeading = cur_radial - diff;
 429                 } else if ( current_radiostack->get_nav1_from_flag() ) {
 430                     TargetHeading = cur_radial + diff;
 431                 }
 432                 while ( TargetHeading <   0.0 ) { TargetHeading += 360.0; }
 433                 while ( TargetHeading > 360.0 ) { TargetHeading -= 360.0; }
 434             } else {
 435                 // neither TO, or FROM, maintain current heading.
 436                 TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 437             }
 438 #endif
 439             MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 440             // cout << "target course (true) = " << TargetHeading << endl;
 441         } else if ( heading_mode == FG_HEADING_WAYPOINT ) {
 442             // update target heading to waypoint
 443
 444             double wp_course, wp_distance;
 445
 446 #ifdef DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 447             // compute course made good
 448             // this needs lots of special casing before use
 449             double course, reverse, distance, corrected_course;
 450             // need to test for iter
 451             geo_inverse_wgs_84( 0, //fgAPget_altitude(),
 452                                 old_lat,
 453                                 old_lon,
 454                                 lat,
 455                                 lon,
 456                                 &course,
 457                                 &reverse,
 458                                 &distance );
 459 #endif // DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 460
 461             // compute course to way_point
 462             // need to test for iter
 463             SGWayPoint wp = globals->get_route()->get_first();
 464             wp.CourseAndDistance( lon, lat, alt,
 465                                   &wp_course, &wp_distance );
 466
 467 #ifdef DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 468             corrected_course = course - wp_course;
 469             if( fabs(corrected_course) > 0.1 )
 470                 printf("fgAP: course %f  wp_course %f  %f  %f\n",
 471                        course, wp_course, fabs(corrected_course),
 472                        distance );
 473 #endif // DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 474
 475             if ( wp_distance > 100 ) {
 476                 // corrected_course = course - wp_course;
 477                 TargetHeading = NormalizeDegrees(wp_course);
 478             } else {
 479                 cout << "Reached waypoint within " << wp_distance << "meters"
 480                      << endl;
 481
 482                 // pop off this waypoint from the list
 483                 if ( globals->get_route()->size() ) {
 484                     globals->get_route()->delete_first();
 485                 }
 486
 487                 // see if there are more waypoints on the list
 488                 if ( globals->get_route()->size() ) {
 489                     // more waypoints
 490                     set_HeadingMode( FG_HEADING_WAYPOINT );
 491                 } else {
 492                     // end of the line
 493                     heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 494                     // use current heading
 495                     TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 496                 }
 497             }
 498             MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 499             // Force this just in case
 500             TargetDistance = wp_distance;
 501             MakeTargetWPStr( wp_distance );
 502         }
 503
 504         double RelHeading;
 505         double TargetRoll;
 506         double RelRoll;
 507         double AileronSet;
 508
 509         RelHeading = NormalizeDegrees( TargetHeading - FGBFI::getHeading() );
 510         // figure out how far off we are from desired heading
 511
 512         // Now it is time to deterime how far we should be rolled.
 513         FG_LOG( FG_AUTOPILOT, FG_DEBUG, "RelHeading: " << RelHeading );
 514
 515
 516         // Check if we are further from heading than the roll out point
 517         if ( fabs( RelHeading ) > RollOut ) {
 518             // set Target Roll to Max in desired direction
 519             if ( RelHeading < 0 ) {
 520                 TargetRoll = 0 - MaxRoll;
 521             } else {
 522                 TargetRoll = MaxRoll;
 523             }
 524         } else {
 525             // We have to calculate the Target roll
 526
 527             // This calculation engine thinks that the Target roll
 528             // should be a line from (RollOut,MaxRoll) to (-RollOut,
 529             // -MaxRoll) I hope this works well.  If I get ambitious
 530             // some day this might become a fancier curve or
 531             // something.
 532
 533             TargetRoll = LinearExtrapolate( RelHeading, -RollOut,
 534                                             -MaxRoll, RollOut,
 535                                             MaxRoll );
 536         }
 537
 538         // Target Roll has now been Found.
 539
 540         // Compare Target roll to Current Roll, Generate Rel Roll
 541
 542         FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_BULK, "TargetRoll: " << TargetRoll );
 543
 544         RelRoll = NormalizeDegrees( TargetRoll - FGBFI::getRoll() );
 545
 546         // Check if we are further from heading than the roll out smooth point
 547         if ( fabs( RelRoll ) > RollOutSmooth ) {
 548             // set Target Roll to Max in desired direction
 549             if ( RelRoll < 0 ) {
 550                 AileronSet = 0 - MaxAileron;
 551             } else {
 552                 AileronSet = MaxAileron;
 553             }
 554         } else {
 555             AileronSet = LinearExtrapolate( RelRoll, -RollOutSmooth,
 556                                             -MaxAileron,
 557                                             RollOutSmooth,
 558                                             MaxAileron );
 559         }
 560
 561         controls.set_aileron( AileronSet );
 562         controls.set_rudder( AileronSet / 4.0 );
 563         // controls.set_rudder( 0.0 );
 564     }
 565
 566     // altitude hold
 567     if ( altitude_hold ) {
 568         double speed, max_climb, error;
 569         double prop_error, int_error;
 570         double prop_adj, int_adj, total_adj;
 571
 572         if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 573             // normal altitude hold
 574             // cout << "TargetAltitude = " << TargetAltitude
 575             //      << "Altitude = " << FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER
 576             //      << endl;
 577             TargetClimbRate =
 578                 ( TargetAltitude - FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER ) * 8.0;
 579         } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_GS1 ) {
 580             double x = current_radiostack->get_nav1_gs_dist();
 581             double y = (FGBFI::getAltitude()
 582                         - current_radiostack->get_nav1_elev()) * FEET_TO_METER;
 583             double current_angle = atan2( y, x ) * RAD_TO_DEG;
 584             // cout << "current angle = " << current_angle << endl;
 585
 586             double target_angle = current_radiostack->get_nav1_target_gs();
 587             // cout << "target angle = " << target_angle << endl;
 588
 589             double gs_diff = target_angle - current_angle;
 590             // cout << "difference from desired = " << gs_diff << endl;
 591
 592             // convert desired vertical path angle into a climb rate
 593             double des_angle = current_angle - 10 * gs_diff;
 594             // cout << "desired angle = " << des_angle << endl;
 595
 596             // convert to meter/min
 597             // cout << "raw ground speed = " << cur_fdm_state->get_V_ground_speed() << endl;
 598             double horiz_vel = cur_fdm_state->get_V_ground_speed()
 599                 * FEET_TO_METER * 60.0;
 600             // cout << "Horizontal vel = " << horiz_vel << endl;
 601             TargetClimbRate = -sin( des_angle * DEG_TO_RAD ) * horiz_vel;
 602             // cout << "TargetClimbRate = " << TargetClimbRate << endl;
 603             /* climb_error_accum += gs_diff * 2.0; */
 604             /* TargetClimbRate = gs_diff * 200.0 + climb_error_accum; */
 605         } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 606             // brain dead ground hugging with no look ahead
 607             TargetClimbRate =
 608                 ( TargetAGL - FGBFI::getAGL()*FEET_TO_METER ) * 16.0;
 609             // cout << "target agl = " << TargetAGL
 610             //      << "  current agl = " << fgAPget_agl()
 611             //      << "  target climb rate = " << TargetClimbRate
 612             //      << endl;
 613         } else {
 614             // just try to zero out rate of climb ...
 615             TargetClimbRate = 0.0;
 616         }
 617
 618         speed = get_speed();
 619
 620         if ( speed < min_climb ) {
 621             max_climb = 0.0;
 622         } else if ( speed < best_climb ) {
 623             max_climb = ((best_climb - min_climb) - (best_climb - speed))
 624                 * ideal_climb_rate
 625                 / (best_climb - min_climb);
 626         } else {
 627             max_climb = ( speed - best_climb ) * 10.0 + ideal_climb_rate;
 628         }
 629
 630         // this first one could be optional if we wanted to allow
 631         // better climb performance assuming we have the airspeed to
 632         // support it.
 633         if ( TargetClimbRate > ideal_climb_rate ) {
 634             TargetClimbRate = ideal_climb_rate;
 635         }
 636
 637         if ( TargetClimbRate > max_climb ) {
 638             TargetClimbRate = max_climb;
 639         }
 640
 641         if ( TargetClimbRate < -ideal_climb_rate ) {
 642             TargetClimbRate = -ideal_climb_rate;
 643         }
 644
 645         error = FGBFI::getVerticalSpeed() * FEET_TO_METER - TargetClimbRate;
 646         // cout << "climb rate = " << fgAPget_climb()
 647         //      << "  error = " << error << endl;
 648
 649         // accumulate the error under the curve ... this really should
 650         // be *= delta t
 651         alt_error_accum += error;
 652
 653         // calculate integral error, and adjustment amount
 654         int_error = alt_error_accum;
 655         // printf("error = %.2f  int_error = %.2f\n", error, int_error);
 656         int_adj = int_error / 20000.0;
 657
 658         // caclulate proportional error
 659         prop_error = error;
 660         prop_adj = prop_error / 2000.0;
 661
 662         total_adj = 0.9 * prop_adj + 0.1 * int_adj;
 663         // if ( total_adj > 0.6 ) {
 664         //     total_adj = 0.6;
 665         // } else if ( total_adj < -0.2 ) {
 666         //     total_adj = -0.2;
 667         // }
 668         if ( total_adj > 1.0 ) {
 669             total_adj = 1.0;
 670         } else if ( total_adj < -1.0 ) {
 671             total_adj = -1.0;
 672         }
 673
 674         controls.set_elevator( total_adj );
 675     }
 676
 677     // auto throttle
 678     if ( auto_throttle ) {
 679         double error;
 680         double prop_error, int_error;
 681         double prop_adj, int_adj, total_adj;
 682
 683         error = TargetSpeed - get_speed();
 684
 685         // accumulate the error under the curve ... this really should
 686         // be *= delta t
 687         speed_error_accum += error;
 688         if ( speed_error_accum > 2000.0 ) {
 689             speed_error_accum = 2000.0;
 690         }
 691         else if ( speed_error_accum < -2000.0 ) {
 692             speed_error_accum = -2000.0;
 693         }
 694
 695         // calculate integral error, and adjustment amount
 696         int_error = speed_error_accum;
 697
 698         // printf("error = %.2f  int_error = %.2f\n", error, int_error);
 699         int_adj = int_error / 200.0;
 700
 701         // caclulate proportional error
 702         prop_error = error;
 703         prop_adj = 0.5 + prop_error / 50.0;
 704
 705         total_adj = 0.9 * prop_adj + 0.1 * int_adj;
 706         if ( total_adj > 1.0 ) {
 707             total_adj = 1.0;
 708         }
 709         else if ( total_adj < 0.0 ) {
 710             total_adj = 0.0;
 711         }
 712
 713         controls.set_throttle( FGControls::ALL_ENGINES, total_adj );
 714     }
 715
 716 #ifdef THIS_CODE_IS_NOT_USED
 717     if (Mode == 2) // Glide slope hold
 718         {
 719             double RelSlope;
 720             double RelElevator;
 721
 722             // First, calculate Relative slope and normalize it
 723             RelSlope = NormalizeDegrees( TargetSlope - get_pitch());
 724
 725             // Now calculate the elevator offset from current angle
 726             if ( abs(RelSlope) > SlopeSmooth )
 727                 {
 728                     if ( RelSlope < 0 )     //  set RelElevator to max in the correct direction
 729                         RelElevator = -MaxElevator;
 730                     else
 731                         RelElevator = MaxElevator;
 732                 }
 733
 734             else
 735                 RelElevator = LinearExtrapolate(RelSlope,-SlopeSmooth,-MaxElevator,SlopeSmooth,MaxElevator);
 736
 737             // set the elevator
 738             fgElevMove(RelElevator);
 739
 740         }
 741 #endif // THIS_CODE_IS_NOT_USED
 742
 743     // stash this runs control settings
 744     //  update_old_control_values();
 745     old_aileron = controls.get_aileron();
 746     old_elevator = controls.get_elevator();
 747     old_elevator_trim = controls.get_elevator_trim();
 748     old_rudder = controls.get_rudder();
 749
 750     // for cross track error
 751     old_lat = lat;
 752     old_lon = lon;
 753
 754         // Ok, we are done
 755     return 0;
 756 }
 757
 758
 759 void FGAutopilot::set_HeadingMode( fgAutoHeadingMode mode ) {
 760     heading_mode = mode;
 761
 762     if ( heading_mode == FG_DG_HEADING_LOCK ) {
 763         // set heading hold to current heading (as read from DG)
 764         DGTargetHeading = FGSteam::get_DG_deg();
 765     } else if ( heading_mode == FG_HEADING_LOCK ) {
 766         // set heading hold to current heading
 767         TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 768     } else if ( heading_mode == FG_HEADING_WAYPOINT ) {
 769         if ( globals->get_route()->size() ) {
 770             double course, distance;
 771
 772             old_lat = FGBFI::getLatitude();
 773             old_lon = FGBFI::getLongitude();
 774
 775             waypoint = globals->get_route()->get_first();
 776             waypoint.CourseAndDistance( FGBFI::getLongitude(),
 777                                         FGBFI::getLatitude(),
 778                                         FGBFI::getLatitude() * FEET_TO_METER,
 779                                         &course, &distance );
 780             TargetHeading = course;
 781             TargetDistance = distance;
 782             MakeTargetLatLonStr( waypoint.get_target_lat(),
 783                                  waypoint.get_target_lon() );
 784             MakeTargetWPStr( distance );
 785
 786             if ( waypoint.get_target_alt() > 0.0 ) {
 787                 TargetAltitude = waypoint.get_target_alt();
 788                 altitude_mode = FG_ALTITUDE_LOCK;
 789                 set_AltitudeEnabled( true );
 790                 MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 791             }
 792
 793             FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " set_HeadingMode: ( "
 794                     << get_TargetLatitude()  << " "
 795                     << get_TargetLongitude() << " ) "
 796                     );
 797         } else {
 798             // no more way points, default to heading lock.
 799             heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 800             TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 801         }
 802     }
 803
 804     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 805     update_old_control_values();
 806 }
 807
 808
 809 void FGAutopilot::set_AltitudeMode( fgAutoAltitudeMode mode ) {
 810     altitude_mode = mode;
 811
 812     alt_error_accum = 0.0;
 813
 814     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 815         // lock at current altitude
 816         TargetAltitude = FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER;
 817
 818         if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 819             MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 820         } else {
 821             MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 822         }
 823     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_GS1 ) {
 824         climb_error_accum = 0.0;
 825
 826     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 827         TargetAGL = FGBFI::getAGL() * FEET_TO_METER;
 828
 829         if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 830             MakeTargetAltitudeStr( TargetAGL * METER_TO_FEET );
 831         } else {
 832             MakeTargetAltitudeStr( TargetAGL * METER_TO_FEET );
 833         }
 834     }
 835
 836     update_old_control_values();
 837     FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " set_AltitudeMode():" );
 838 }
 839
 840
 841 #if 0
 842 static inline double get_aoa( void ) {
 843     return( cur_fdm_state->get_Gamma_vert_rad() * RAD_TO_DEG );
 844 }
 845
 846 static inline double fgAPget_latitude( void ) {
 847     return( cur_fdm_state->get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 848 }
 849
 850 static inline double fgAPget_longitude( void ) {
 851     return( cur_fdm_state->get_Longitude() * RAD_TO_DEG );
 852 }
 853
 854 static inline double fgAPget_roll( void ) {
 855     return( cur_fdm_state->get_Phi() * RAD_TO_DEG );
 856 }
 857
 858 static inline double get_pitch( void ) {
 859     return( cur_fdm_state->get_Theta() );
 860 }
 861
 862 double fgAPget_heading( void ) {
 863     return( cur_fdm_state->get_Psi() * RAD_TO_DEG );
 864 }
 865
 866 static inline double fgAPget_altitude( void ) {
 867     return( cur_fdm_state->get_Altitude() * FEET_TO_METER );
 868 }
 869
 870 static inline double fgAPget_climb( void ) {
 871     // return in meters per minute
 872     return( cur_fdm_state->get_Climb_Rate() * FEET_TO_METER * 60 );
 873 }
 874
 875 static inline double get_sideslip( void ) {
 876     return( cur_fdm_state->get_Beta() );
 877 }
 878
 879 static inline double fgAPget_agl( void ) {
 880     double agl;
 881
 882     agl = cur_fdm_state->get_Altitude() * FEET_TO_METER
 883         - scenery.cur_elev;
 884
 885     return( agl );
 886 }
 887 #endif
 888
 889
 890 void FGAutopilot::AltitudeSet( double new_altitude ) {
 891     double target_alt = new_altitude;
 892
 893     // cout << "new altitude = " << new_altitude << endl;
 894
 895     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 896         target_alt = new_altitude * FEET_TO_METER;
 897     }
 898
 899     if( target_alt < scenery.cur_elev ) {
 900         target_alt = scenery.cur_elev;
 901     }
 902
 903     TargetAltitude = target_alt;
 904     altitude_mode = FG_ALTITUDE_LOCK;
 905
 906     // cout << "TargetAltitude = " << TargetAltitude << endl;
 907
 908     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 909         target_alt *= METER_TO_FEET;
 910     }
 911     // ApAltitudeDialogInput->setValue((float)target_alt);
 912     MakeTargetAltitudeStr( target_alt );
 913
 914     update_old_control_values();
 915 }
 916
 917
 918 void FGAutopilot::AltitudeAdjust( double inc )
 919 {
 920     double target_alt, target_agl;
 921
 922     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 923         target_alt = TargetAltitude * METER_TO_FEET;
 924         target_agl = TargetAGL * METER_TO_FEET;
 925     } else {
 926         target_alt = TargetAltitude;
 927         target_agl = TargetAGL;
 928     }
 929
 930     // cout << "target_agl = " << target_agl << endl;
 931     // cout << "target_agl / inc = " << target_agl / inc << endl;
 932     // cout << "(int)(target_agl / inc) = " << (int)(target_agl / inc) << endl;
 933
 934     if ( fabs((int)(target_alt / inc) * inc - target_alt) < FG_EPSILON ) {
 935         target_alt += inc;
 936     } else {
 937         target_alt = ( int ) ( target_alt / inc ) * inc + inc;
 938     }
 939
 940     if ( fabs((int)(target_agl / inc) * inc - target_agl) < FG_EPSILON ) {
 941         target_agl += inc;
 942     } else {
 943         target_agl = ( int ) ( target_agl / inc ) * inc + inc;
 944     }
 945
 946     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 947         target_alt *= FEET_TO_METER;
 948         target_agl *= FEET_TO_METER;
 949     }
 950
 951     TargetAltitude = target_alt;
 952     TargetAGL = target_agl;
 953
 954     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" )
 955         target_alt *= METER_TO_FEET;
 956     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" )
 957         target_agl *= METER_TO_FEET;
 958
 959     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 960         MakeTargetAltitudeStr( target_alt );
 961     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 962         MakeTargetAltitudeStr( target_agl );
 963     }
 964
 965     update_old_control_values();
 966 }
 967
 968
 969 void FGAutopilot::HeadingAdjust( double inc ) {
 970     if ( heading_mode != FG_DG_HEADING_LOCK && heading_mode != FG_HEADING_LOCK )
 971     {
 972         heading_mode = FG_DG_HEADING_LOCK;
 973     }
 974
 975     if ( heading_mode == FG_DG_HEADING_LOCK ) {
 976         double target = ( int ) ( DGTargetHeading / inc ) * inc + inc;
 977         DGTargetHeading = NormalizeDegrees( target );
 978     } else {
 979         double target = ( int ) ( TargetHeading / inc ) * inc + inc;
 980         TargetHeading = NormalizeDegrees( target );
 981     }
 982
 983     update_old_control_values();
 984 }
 985
 986
 987 void FGAutopilot::HeadingSet( double new_heading ) {
 988     heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 989
 990     new_heading = NormalizeDegrees( new_heading );
 991     TargetHeading = new_heading;
 992     // following cast needed ambiguous plib
 993     // ApHeadingDialogInput -> setValue ((float)APData->TargetHeading );
 994     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 995     update_old_control_values();
 996 }
 997
 998 void FGAutopilot::AutoThrottleAdjust( double inc ) {
 999     double target = ( int ) ( TargetSpeed / inc ) * inc + inc;
1000
1001     TargetSpeed = target;
1002 }
1003
1004
1005 void FGAutopilot::set_AutoThrottleEnabled( bool value ) {
1006     auto_throttle = value;
1007
1008     if ( auto_throttle == true ) {
1009         TargetSpeed = FGBFI::getAirspeed();
1010         speed_error_accum = 0.0;
1011     }
1012
1013     update_old_control_values();
1014     FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " fgAPSetAutoThrottle: ("
1015             << auto_throttle << ") " << TargetSpeed );
1016 }