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