]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/AIModel/AIBallistic.cxx
- Added ultra-light traffic is now a separate traffic class that can have its
[flightgear.git] / src / AIModel / AIBallistic.cxx
index 94760bb7799216358df88c21d0657b735711dc3e..c42d0d775c3d936890efb7e3d71b7d2591c91b75 100644 (file)
@@ -3,6 +3,8 @@
 // Written by David Culp, started November 2003.
 // - davidculp2@comcast.net
 //
+// With major additions by Mathias Froehlich & Vivian Meazza 2004-2007
+//
 // This program is free software; you can redistribute it and/or
 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
 //
 // You should have received a copy of the GNU General Public License
 // along with this program; if not, write to the Free Software
-// Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+// Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
 
 #ifdef HAVE_CONFIG_H
 #  include <config.h>
 #endif
 
 #include <simgear/math/point3d.hxx>
-#include <math.h>
+#include <simgear/math/sg_random.h>
+#include <simgear/scene/material/mat.hxx>
+#include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
 
-#include "AIBallistic.hxx"
+#include <Scenery/scenery.hxx>
 
+#include "AIBallistic.hxx"
 
-FGAIBallistic::FGAIBallistic(FGAIManager* mgr) {
-    manager = mgr;
-    _type_str = "ballistic";
-    _otype = otBallistic;
-    drag_area = 0.007;
-    life_timer = 0.0;
-       gravity = 32;
-//     buoyancy = 64;
-       }
+const double FGAIBallistic::slugs_to_kgs = 14.5939029372;
+
+FGAIBallistic::FGAIBallistic() :
+    FGAIBase(otBallistic),
+    _elevation(0),
+    _aero_stabilised(false),
+    _drag_area(0.007),
+    _life_timer(0.0),
+    _gravity(32),
+    _buoyancy(0),
+    _random(false),
+    _ht_agl_ft(0),
+    _load_resistance(0),
+    _solid(false),
+    _report_collision(false),
+    _report_impact(false),
+    _impact_report_node(fgGetNode("/ai/models/model-impact", true))
+{
+    no_roll = false;
+}
 
 FGAIBallistic::~FGAIBallistic() {
 }
 
+void FGAIBallistic::readFromScenario(SGPropertyNode* scFileNode) {
+    if (!scFileNode)
+        return;
+
+    FGAIBase::readFromScenario(scFileNode);
+
+    setAzimuth(scFileNode->getDoubleValue("azimuth", 0.0));
+    setElevation(scFileNode->getDoubleValue("elevation", 0.0));
+    setDragArea(scFileNode->getDoubleValue("eda", 0.007));
+    setLife(scFileNode->getDoubleValue("life", 900.0));
+    setBuoyancy(scFileNode->getDoubleValue("buoyancy", 0));
+    setWind_from_east(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_east", 0));
+    setWind_from_north(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_north", 0));
+    setWind(scFileNode->getBoolValue("wind", false));
+    setRoll(scFileNode->getDoubleValue("roll", 0.0));
+    setCd(scFileNode->getDoubleValue("cd", 0.029));
+    setMass(scFileNode->getDoubleValue("mass", 0.007));
+    setStabilisation(scFileNode->getBoolValue("aero_stabilized", false));
+    setNoRoll(scFileNode->getBoolValue("no-roll", false));
+    setRandom(scFileNode->getBoolValue("random", false));
+    setImpact(scFileNode->getBoolValue("impact", false));
+    setImpactReportNode(scFileNode->getStringValue("impact-reports"));
+    setName(scFileNode->getStringValue("name", "Bomb"));
+    setFuseRange(scFileNode->getDoubleValue("fuse-range", 0.0));
+    setSMPath(scFileNode->getStringValue("submodel-path", ""));
+    setSubID(scFileNode->getIntValue("SubID", 0));
+}
+
+bool FGAIBallistic::init(bool search_in_AI_path) {
+    FGAIBase::init(search_in_AI_path);
+
+    props->setStringValue("material/name", "");
+    props->setStringValue("name", _name.c_str());
+    props->setStringValue("submodels/path", _submodel.c_str());
 
-bool FGAIBallistic::init() {
-   FGAIBase::init();
-   aero_stabilized = true;
-   hdg = azimuth;
-   pitch = elevation;
-   return true;
+    // start with high value so that animations don't trigger yet
+    _ht_agl_ft = 1e10;
+    hdg = _azimuth;
+    pitch = _elevation;
+    roll = _rotation;
+    Transform();
+
+    return true;
 }
 
 void FGAIBallistic::bind() {
-//    FGAIBase::bind();
-   props->tie("sim/time/elapsed-sec",
-               SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
-                                          &FGAIBallistic::_getTime));
+    //    FGAIBase::bind();
+    props->tie("sim/time/elapsed-sec",
+        SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
+        &FGAIBallistic::_getTime));
+    props->tie("material/load-resistance",
+                SGRawValuePointer<double>(&_load_resistance));
+    props->tie("material/solid",
+                SGRawValuePointer<bool>(&_solid));
+    props->tie("altitude-agl-ft",
+                SGRawValuePointer<double>(&_ht_agl_ft));
 }
 
 void FGAIBallistic::unbind() {
-//    FGAIBase::unbind();
-   props->untie("sim/time/elapsed-sec");
+    //    FGAIBase::unbind();
+    props->untie("sim/time/elapsed-sec");
+    props->untie("material/load-resistance");
+    props->untie("material/solid");
+    props->untie("altitude-agl-ft");
 }
 
 void FGAIBallistic::update(double dt) {
-   FGAIBase::update(dt);
-   Run(dt);
-   Transform();
+    FGAIBase::update(dt);
+    Run(dt);
+    Transform();
 }
 
-
 void FGAIBallistic::setAzimuth(double az) {
-   hdg = azimuth = az;
+    hdg = _azimuth = az;
 }
 
-
 void FGAIBallistic::setElevation(double el) {
-   pitch = elevation = el;
+    pitch = _elevation = el;
 }
 
+void FGAIBallistic::setRoll(double rl) {
+    _rotation = rl;
+}
+
+void FGAIBallistic::setStabilisation(bool val) {
+    _aero_stabilised = val;
+}
 
-void FGAIBallistic::setStabilization(bool val) {
-   aero_stabilized = val;
+void FGAIBallistic::setNoRoll(bool nr) {
+    no_roll = nr;
 }
 
 void FGAIBallistic::setDragArea(double a) {
-   drag_area = a;
+    _drag_area = a;
 }
 
 void FGAIBallistic::setLife(double seconds) {
-   life = seconds;
+    life = seconds;
 }
 
 void FGAIBallistic::setBuoyancy(double fpss) {
-   buoyancy = fpss;
+    _buoyancy = fpss;
 }
 
 void FGAIBallistic::setWind_from_east(double fps) {
-   wind_from_east = fps;
+    _wind_from_east = fps;
 }
 
 void FGAIBallistic::setWind_from_north(double fps) {
-   wind_from_north = fps;
+    _wind_from_north = fps;
 }
 
 void FGAIBallistic::setWind(bool val) {
-   wind = val;
+    _wind = val;
+}
+
+void FGAIBallistic::setCd(double c) {
+    _Cd = c;
+}
+
+void FGAIBallistic::setMass(double m) {
+    _mass = m;
+}
+
+void FGAIBallistic::setRandom(bool r) {
+    _random = r;
+}
+
+void FGAIBallistic::setImpact(bool i) {
+    _report_impact = i;
+}
+
+void FGAIBallistic::setCollision(bool c) {
+    _report_collision = c;
+}
+
+void FGAIBallistic::setImpactReportNode(const string& path) {
+    if (!path.empty())
+        _impact_report_node = fgGetNode(path.c_str(), true);
+}
+
+void FGAIBallistic::setName(const string& n) {
+    _name = n;
 }
-void FGAIBallistic::Run(double dt) {
 
-   life_timer += dt;
-   if (life_timer > life) setDie(true); 
-
-   double speed_north_deg_sec;
-   double speed_east_deg_sec;
-   double wind_speed_from_north_deg_sec;
-   double wind_speed_from_east_deg_sec;
-      
-   // the two drag calculations below assume sea-level density, 
-   // mass of 0.03 slugs,  drag coeff of 0.295
-   // adjust speed due to drag 
-   speed -= 0.0116918 * drag_area * speed * speed * dt;
-   if ( speed < 0.0 ) speed = 0.0;
-   vs = sin( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
-   hs = cos( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
-
-   // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
-   speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
-   speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
-   
-   // convert wind speed (fps) to degrees per second
-   
-   if (!wind){
-      wind_from_north = 0;
-      wind_from_east = 0;
-         }
-
-   wind_speed_from_north_deg_sec = wind_from_north / ft_per_deg_lat;
-   wind_speed_from_east_deg_sec  = wind_from_east / ft_per_deg_lon;
-   
-   // set new position
-//   pos.setlat( pos.lat() + (speed_north_deg_sec * dt)  );
-//   pos.setlon( pos.lon() + (speed_east_deg_sec * dt)  ); 
-   // set new position
-   
-   pos.setlat( pos.lat() + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
-   pos.setlon( pos.lon() + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt ); 
-
-   // adjust vertical speed for acceleration of gravity
-   vs -= (gravity - buoyancy) * dt;
-   
-   // adjust altitude (feet)
-   altitude += vs * dt;
-   pos.setelev(altitude * SG_FEET_TO_METER); 
-
-   // recalculate pitch (velocity vector) if aerostabilized
-   if (aero_stabilized) pitch = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
-
-   // recalculate total speed
-   speed = sqrt( vs * vs + hs * hs);
-
-   // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
-   if (altitude < -1000.0) setDie(true);
+void FGAIBallistic::setSMPath(const string& s) {
+    _submodel = s;
+}
 
+void FGAIBallistic::setFuseRange(double f) {
+    _fuse_range = f;
 }
 
+void FGAIBallistic::setSubID(int i) {
+    _subID = i;
+    //cout << "sub id " << _subID << " name " << _name << endl;
+}
+
+void FGAIBallistic::setSubmodel(const string& s) {
+    _submodel = s;
+}
+
+void FGAIBallistic::Run(double dt) {
+    _life_timer += dt;
+     //cout << "life timer" <<_name <<" " << _life_timer <<  dt << endl;
+    if (_life_timer > life)
+        setDie(true);
+
+    //randomise Cd by +- 5%
+    if (_random)
+        _Cd = _Cd * 0.95 + (0.05 * sg_random());
+
+    // Adjust Cd by Mach number. The equations are based on curves
+    // for a conventional shell/bullet (no boat-tail).
+    double Cdm;
+
+    if (Mach < 0.7)
+        Cdm = 0.0125 * Mach + _Cd;
+    else if (Mach < 1.2 )
+        Cdm = 0.3742 * pow(Mach, 2) - 0.252 * Mach + 0.0021 + _Cd;
+    else
+        Cdm = 0.2965 * pow(Mach, -1.1506) + _Cd;
+
+    //cout << " Mach , " << Mach << " , Cdm , " << Cdm << " ballistic speed kts //"<< speed <<  endl;
+
+    // drag = Cd * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area;
+    // rho is adjusted for altitude in void FGAIBase::update,
+    // using Standard Atmosphere (sealevel temperature 15C)
+    // acceleration = drag/mass;
+    // adjust speed by drag
+    speed -= (Cdm * 0.5 * rho * speed * speed * _drag_area/_mass) * dt;
+
+    // don't let speed become negative
+    if ( speed < 0.0 )
+        speed = 0.0;
+
+    double speed_fps = speed * SG_KT_TO_FPS;
+    double hs;
+
+    // calculate vertical and horizontal speed components
+    if (speed == 0.0) {
+        hs = vs = 0.0;
+    } else {
+        vs = sin( _elevation * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed_fps;
+        hs = cos( _elevation * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed_fps;
+    }
+
+    // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
+    double speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
+    double speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
+
+    // if wind not required, set to zero
+    if (!_wind) {
+        _wind_from_north = 0;
+        _wind_from_east = 0;
+    }
+
+    // convert wind speed (fps) to degrees per second
+    double wind_speed_from_north_deg_sec = _wind_from_north / ft_per_deg_lat;
+    double wind_speed_from_east_deg_sec  = _wind_from_east / ft_per_deg_lon;
+
+    // set new position
+    pos.setLatitudeDeg( pos.getLatitudeDeg()
+        + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
+    pos.setLongitudeDeg( pos.getLongitudeDeg()
+        + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt );
+
+    // adjust vertical speed for acceleration of gravity and buoyancy
+    vs -= (_gravity - _buoyancy) * dt;
+
+    // adjust altitude (feet)
+    altitude_ft += vs * dt;
+    pos.setElevationFt(altitude_ft);
+
+    // recalculate elevation (velocity vector) if aerostabilized
+    /*cout << _name << ": " << "aero_stabilised " << _aero_stabilised
+    << " pitch " << pitch <<" vs "  << vs <<endl ;*/
+
+    if (_aero_stabilised) { // we simulate rotational moment of inertia by using a filter
+        const double coeff = 0.9;
+        double c = dt / (coeff + dt);
+        //cout << "c " << c << endl;
+        _elevation = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
+        pitch = (_elevation * c) + (pitch * (1 - c));
+    }
+
+    // recalculate total speed
+    speed = sqrt( vs * vs + hs * hs) / SG_KT_TO_FPS;
+
+    //do impacts and collisions
+    if (_report_impact && !_impact_reported)
+        handle_impact();
+
+    if (_report_collision && !_collision_reported)
+        handle_collision();
+
+    // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
+    if (altitude_ft < -1000.0)
+        setDie(true);
+
+}  // end Run
+
 double FGAIBallistic::_getTime() const {
-   return life_timer;
+    //    cout << "life timer 2" << _life_timer << endl;
+    return _life_timer;
 }
 
+void FGAIBallistic::handle_impact() {
+    double elevation_m;
+    const SGMaterial* material;
+
+    // try terrain intersection
+    if (!globals->get_scenery()->get_elevation_m(pos.getLatitudeDeg(), pos.getLongitudeDeg(),
+            10000.0, elevation_m, &material))
+        return;
+
+    if (material) {
+        const vector<string> names = material->get_names();
+        string mat_name;
+
+        if (!names.empty())
+            mat_name = names[0].c_str();
+
+        _solid = material->get_solid();
+        _load_resistance = material->get_load_resistance();
+        props->setStringValue("material/name", mat_name.c_str());
+        //cout << "material " << mat_name << " solid " << _solid << " load " << _load_resistance << endl;
+    }
+
+    _ht_agl_ft = pos.getElevationFt() - elevation_m * SG_METER_TO_FEET;
+
+    if (_ht_agl_ft <= 0) {
+        SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "AIBallistic: terrain impact");
+        report_impact(elevation_m);
+        _impact_reported = true;
+
+        // kill the AIObject if there is no subsubmodel
+        if (_subID == 0)
+            setDie(true);
+    }
+}
+
+void FGAIBallistic::handle_collision()
+{
+    const FGAIBase *object = manager->calcCollision(pos.getElevationFt(),
+            pos.getLatitudeDeg(),pos.getLongitudeDeg(), _fuse_range);
+
+    if (object) {
+        SG_LOG(SG_GENERAL, SG_DEBUG, "AIBallistic: object hit");
+        report_impact(pos.getElevationM(), object);
+        _collision_reported = true;
+    }
+}
+
+void FGAIBallistic::report_impact(double elevation, const FGAIBase *object)
+{
+    _impact_lat    = pos.getLatitudeDeg();
+    _impact_lon    = pos.getLongitudeDeg();
+    _impact_elev   = elevation;
+    _impact_speed  = speed * SG_KT_TO_MPS;
+    _impact_hdg    = hdg;
+    _impact_pitch  = pitch;
+    _impact_roll   = roll;
+
+    SGPropertyNode *n = props->getNode("impact", true);
+    if (object)
+        n->setStringValue("type", object->getTypeString());
+    else
+        n->setStringValue("type", "terrain");
+
+    n->setDoubleValue("longitude-deg", _impact_lon);
+    n->setDoubleValue("latitude-deg", _impact_lat);
+    n->setDoubleValue("elevation-m", _impact_elev);
+    n->setDoubleValue("heading-deg", _impact_hdg);
+    n->setDoubleValue("pitch-deg", _impact_pitch);
+    n->setDoubleValue("roll-deg", _impact_roll);
+    n->setDoubleValue("speed-mps", _impact_speed);
+
+    _impact_report_node->setStringValue(props->getPath());
+}
+
+// end AIBallistic
+