src/Environment/environment_ctrl.hxx

   1 // environment-ctrl.hxx -- controller for environment information.
   2 //
   3 // Written by David Megginson, started May 2002.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2002  David Megginson - david@megginson.com
   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 // $Id$
  22
  23 #ifndef _ENVIRONMENT_CTRL_HXX
  24 #define _ENVIRONMENT_CTRL_HXX
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include <simgear/compiler.h>
  31 #include <simgear/structure/subsystem_mgr.hxx>
  32 #include <simgear/environment/metar.hxx>
  33
  34 #if defined(ENABLE_THREADS)
  35 # include <OpenThreads/Thread>
  36 # include <simgear/threads/SGQueue.hxx>
  37 #endif
  38
  39 #include <cmath>
  40 #include <queue>
  41 #include <vector>
  42
  43 using std::queue;
  44 using std::vector;
  45
  46 class SGPropertyNode;
  47 class FGAirport;
  48
  49 #include "environment.hxx"
  50 #include "fgmetar.hxx"
  51
  52
  53 \f
  54 /**
  55  * Interface to control environment information for a specific location.
  56  */
  57 class FGEnvironmentCtrl : public SGSubsystem
  58 {
  59
  60 public:
  61
  62   FGEnvironmentCtrl ();
  63   virtual ~FGEnvironmentCtrl ();
  64
  65   virtual void setEnvironment (FGEnvironment * environment);
  66
  67   virtual const FGEnvironment * getEnvironment () const { return _environment; }
  68
  69   virtual void setLongitudeDeg (double lon_deg);
  70   virtual void setLatitudeDeg (double lat_deg);
  71   virtual void setElevationFt (double elev_ft);
  72   virtual void setPosition (double lon_deg, double lat_deg, double elev_ft);
  73
  74   virtual double getLongitudeDeg () const { return _lon_deg; }
  75   virtual double getLatitudeDeg () const { return _lat_deg; }
  76   virtual double getElevationFt () const { return _elev_ft; }
  77
  78 protected:
  79
  80   FGEnvironment * _environment;
  81   double _lon_deg;
  82   double _lat_deg;
  83   double _elev_ft;
  84
  85 };
  86
  87
  88 \f
  89 /**
  90  * Environment controller using user-supplied parameters.
  91  */
  92 class FGUserDefEnvironmentCtrl : public FGEnvironmentCtrl
  93 {
  94 public:
  95   FGUserDefEnvironmentCtrl ();
  96   virtual ~FGUserDefEnvironmentCtrl ();
  97
  98   virtual void init ();
  99   virtual void update (double dt);
 100
 101 private:
 102
 103   SGPropertyNode_ptr _base_wind_speed_node;
 104   SGPropertyNode_ptr _gust_wind_speed_node;
 105
 106   double _current_wind_speed_kt;
 107   double _delta_wind_speed_kt;
 108
 109 };
 110
 111
 112 \f
 113 /**
 114  * Interplation controller using user-supplied parameters.
 115  */
 116 class FGInterpolateEnvironmentCtrl : public FGEnvironmentCtrl
 117 {
 118 public:
 119     FGInterpolateEnvironmentCtrl ();
 120     virtual ~FGInterpolateEnvironmentCtrl ();
 121
 122     virtual void init ();
 123     virtual void reinit ();
 124     virtual void update (double delta_time_sec);
 125
 126 private:
 127
 128     struct bucket {
 129         double altitude_ft;
 130         FGEnvironment environment;
 131         bool operator< (const bucket &b) const;
 132         // LessThan predicate for bucket pointers.
 133         static bool lessThan(bucket *a, bucket *b);
 134     };
 135
 136     void read_table (const SGPropertyNode * node, vector<bucket *> &table);
 137     void do_interpolate (vector<bucket *> &table, double altitude_ft,
 138                          FGEnvironment * environment);
 139
 140     FGEnvironment env1, env2;   // temporaries
 141
 142     vector<bucket *> _boundary_table;
 143     vector<bucket *> _aloft_table;
 144 };
 145
 146
 147 // A convenience wrapper around FGMetar
 148 struct FGMetarResult {
 149     string icao;
 150     FGMetar *m;
 151 };
 152
 153
 154 \f
 155 /**
 156  * Interplation controller using the FGMetar class
 157  */
 158 class FGMetarEnvironmentCtrl : public FGEnvironmentCtrl
 159 {
 160 public:
 161     FGMetarEnvironmentCtrl ();
 162     virtual ~FGMetarEnvironmentCtrl ();
 163
 164     virtual void init ();
 165     virtual void reinit ();
 166     virtual void update (double delta_time_sec);
 167     virtual void setEnvironment (FGEnvironment * environment);
 168
 169 private:
 170     FGInterpolateEnvironmentCtrl *env;
 171
 172     string _icao;
 173     bool metar_loaded;
 174     float station_elevation_ft;
 175     float search_interval_sec;
 176     float same_station_interval_sec;
 177     float search_elapsed;
 178     float fetch_elapsed;
 179     float interpolate_elapsed;
 180     const FGAirport *last_apt;
 181     SGPropertyNode_ptr proxy_host;
 182     SGPropertyNode_ptr proxy_port;
 183     SGPropertyNode_ptr proxy_auth;
 184     SGPropertyNode_ptr metar_max_age;
 185
 186     FGMetarResult fetch_data( const string &icao );
 187     virtual void update_metar_properties( const FGMetar *m );
 188     void update_env_config();
 189     double interpolate_prop(const char * currentname, const char * requiredname, double dvalue);
 190     double interpolate_val(double currentval, double requiredval, double dvalue);
 191     const double EnvironmentUpdatePeriodSec;    // Seconds between interpolations
 192     const double MaxWindChangeKtsSec;           // Max wind change in kts/sec
 193     const double MaxVisChangePercentSec;        // Max visibility change in %/sec
 194     const double MaxPressureChangeInHgSec;      // Max pressure change in InHg/sec
 195     const double MaxCloudAltitudeChangeFtSec;   // Max cloud altitude change in ft/s
 196     const double MaxCloudThicknessChangeFtSec;  // Max cloud thickness change in ft/s
 197     const double MaxCloudInterpolationHeightFt; // Max distance from aircraft to
 198                                                 // interpolate at. Any cloud
 199                                                 // changes above this height
 200                                                 // difference are not interpolated
 201     const double MaxCloudInterpolationDeltaFt;  // Max difference in altitude to
 202                                                 // interpolate. Any cloud changing height
 203                                                 // by more than this value is not
 204                                                 // interpolated
 205
 206 private:
 207
 208 #if defined(ENABLE_THREADS)
 209     /**
 210      * FIFO queue which holds a pointer to the fetched metar data.
 211      */
 212     SGBlockingQueue < string > request_queue;
 213
 214     /**
 215      * FIFO queue which holds a pointer to the fetched metar data.
 216      */
 217     SGLockedQueue < FGMetarResult > result_queue;
 218 #else
 219     /**
 220      * FIFO queue which holds a pointer to the fetched metar data.
 221      */
 222     queue < string > request_queue;
 223
 224     /**
 225      * FIFO queue which holds a pointer to the fetched metar data.
 226      */
 227     queue < FGMetarResult > result_queue;
 228 #endif
 229
 230 #if defined(ENABLE_THREADS)
 231     /**
 232      * This class represents the thread of execution responsible for
 233      * fetching the metar data.
 234      */
 235     class MetarThread : public OpenThreads::Thread
 236     {
 237     public:
 238         MetarThread( FGMetarEnvironmentCtrl* f ) : fetcher(f) {}
 239         ~MetarThread() {}
 240
 241         /**
 242          * Fetche the metar data from the NOAA.
 243          */
 244         void run();
 245
 246     private:
 247         FGMetarEnvironmentCtrl *fetcher;
 248
 249     private:
 250         // not implemented.
 251         MetarThread();
 252         MetarThread( const MetarThread& );
 253         MetarThread& operator=( const MetarThread& );
 254     };
 255
 256     friend class MetarThread;
 257
 258     /**
 259      * Metar data fetching thread.
 260      */
 261     MetarThread* thread;
 262
 263     void thread_stop();
 264 #endif // ENABLE_THREADS
 265
 266     int _error_count;
 267     int _stale_count;
 268     double _dt;
 269     double _error_dt;
 270 };
 271
 272 #endif // _ENVIRONMENT_CTRL_HXX