src/robofsm/robot.c

   1 /*
   2  * robot_demo2011.c
   3  *
   4  * Robot's generic initialization and clean up functions.
   5  *
   6  * Copyright: (c) 2008 CTU Dragons
   7  *            CTU FEE - Department of Control Engineering
   8  * License: GNU GPL v.2
   9  */
  10
  11 #define _XOPEN_SOURCE 500       /* For PTHREAD_PRIO_INHERIT etc. */
  12
  13 #include <map.h>
  14 #include <movehelper.h>
  15 #include <pthread.h>
  16 #include <robomath.h>
  17 #include <robot.h>
  18 #include <robot_orte.h>
  19 #include <signal.h>
  20 #include <sys/time.h>
  21 #include <time.h>
  22 #include <unistd.h>
  23 #include "map_handling.h"
  24 #include <string.h>
  25 #include "actuators.h"
  26 #include <robodim.h>
  27 #include <ul_log.h>
  28
  29 UL_LOG_CUST(ulogd_robot); /* Log domain name = ulogd + name of the file */
  30
  31
  32 #define MOTION_CONTROL_INIT_ONLY
  33 #include "motion-control.h"
  34 #include "robot.h"
  35
  36 /* Global definition of robot structure */
  37 struct robot robot;
  38
  39 #ifdef CONFIG_LOCK_CHECKING
  40 struct lock_log robot_lock_log;
  41 #endif
  42
  43 static void block_signals()
  44 {
  45         sigset_t sigset;
  46         int i;
  47
  48         sigemptyset(&sigset);
  49         for (i=SIGRTMIN; i<=SIGRTMAX; i++)
  50                 sigaddset(&sigset, i);
  51
  52         pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &sigset, (sigset_t*)NULL);
  53 }
  54
  55 static void int_handler(int sig)
  56 {
  57         robot_exit();
  58 }
  59
  60 void fill_in_known_areas_in_map()
  61 {
  62         /*----- playground width 3.0 m and playground height 2.0 m -----*/
  63         /* Ignore other obstacles at edges */
  64         ShmapSetRectangleFlag(0.0, 0.0, 0.40, 2.0, MAP_FLAG_IGNORE_OBST, 0); /* left */
  65         ShmapSetRectangleFlag(0.0, 0.0, 3.0, 0.09, MAP_FLAG_IGNORE_OBST, 0); /* bottom */
  66         ShmapSetRectangleFlag(0.0, 1.91, 3.0, 2.0, MAP_FLAG_IGNORE_OBST, 0); /* top */
  67         ShmapSetRectangleFlag(2.6, 0.0, 3.0, 2.0, MAP_FLAG_IGNORE_OBST, 0); /* right */
  68
  69         /* Small walls that cannot be detected by hokuyo */
  70         ShmapSetRectangleFlag(0.0, 1.49, 0.39, 1.432, MAP_FLAG_WALL, 0);
  71         ShmapSetRectangleFlag(3.0, 1.49, 2.61, 1.432, MAP_FLAG_WALL, 0);
  72         ShmapSetRectangleFlag(0.325, 0.0, 0.38, 0.74, MAP_FLAG_WALL, 0);
  73         ShmapSetRectangleFlag(2.675, 0.0, 2.62, 0.74, MAP_FLAG_WALL, 0);
  74
  75         /* Palm tree */
  76         //ShmapSetCircleFlag(1.5, 1.0, 0.075, MAP_FLAG_WALL, 0);
  77
  78         /* Totems and palm tree */
  79         ShmapSetRectangleFlag(0.975, 0.875, 2.025, 1.125, MAP_FLAG_WALL, 0);
  80         ShmapSetCircleFlag(1.1, 1.0, 0.3, MAP_FLAG_WALL, 0);
  81         ShmapSetCircleFlag(2.0, 1.0, 0.3, MAP_FLAG_WALL, 0);
  82
  83         //ShmapSetRectangleFlag(1.775, 0.875, 2.025, 1.125, MAP_FLAG_WALL, 0);
  84 }
  85
  86 static void trans_callback(struct robo_fsm *fsm)
  87 {
  88         if (fsm == &robot.fsm.main) {
  89                 strncpy(robot.orte.fsm_main.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_main.state_name));
  90                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_main);
  91         } else if (fsm == &robot.fsm.motion) {
  92                 strncpy(robot.orte.fsm_motion.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_motion.state_name));
  93                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_motion);
  94         } else if (fsm == &robot.fsm.act) {
  95                 strncpy(robot.orte.fsm_act.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_act.state_name));
  96                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_act);
  97         }
  98
  99 }
 100
 101 /**
 102  * Initializes the robot.
 103  * Setup fields in robot structure, initializes FSMs and ORTE.
 104  *
 105  * @return 0
 106  */
 107 int robot_init()
 108 {
 109         int rv;
 110         pthread_mutexattr_t mattr;
 111         rv = pthread_mutexattr_init(&mattr);
 112 #ifdef HAVE_PRIO_INHERIT
 113         rv = pthread_mutexattr_setprotocol(&mattr, PTHREAD_PRIO_INHERIT);
 114 #endif
 115         pthread_mutex_init(&robot.lock, &mattr);
 116         pthread_mutex_init(&robot.lock_ref_pos, &mattr);
 117         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_odo, &mattr);
 118         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_indep_odo, &mattr);
 119         pthread_mutex_init(&robot.lock_meas_angles, &mattr);
 120         pthread_mutex_init(&robot.lock_joy_data, &mattr);
 121         pthread_mutex_init(&robot.lock_disp, &mattr);
 122
 123         fsm_main_loop_init(&robot.main_loop);
 124
 125         /* FSM initialization */
 126         fsm_init(&robot.fsm.main, "MAIN", &robot.main_loop);
 127         fsm_init(&robot.fsm.motion, "\tmot", &robot.main_loop);
 128         fsm_init(&robot.fsm.act, "\tACT", &robot.main_loop);
 129         robot.fsm.main.transition_callback = trans_callback;
 130         robot.fsm.act.transition_callback = trans_callback;
 131         robot.fsm.motion.transition_callback = trans_callback;
 132
 133         robot.team_color = VIOLET;
 134
 135         if (robot.team_color == VIOLET) {
 136                 ul_loginf("We are VIOLET!\n");
 137         } else {
 138                 ul_loginf("We are RED!\n");
 139         }
 140
 141         robot_set_est_pos_trans(ROBOT_START_X_M, ROBOT_START_Y_M, DEG2RAD(ROBOT_START_ANGLE_DEG));
 142
 143         robot.ignore_hokuyo = false;
 144         robot.map = ShmapInit(1);
 145         fill_in_known_areas_in_map();
 146
 147         signal(SIGINT, int_handler);
 148         signal(SIGTERM, int_handler);
 149         block_signals();
 150
 151         /* initial values */
 152         robot.orte.motion_speed.left = 0;
 153         robot.orte.motion_speed.right = 0;
 154
 155         robot.orte.pwr_ctrl.voltage33 = 1;
 156         robot.orte.pwr_ctrl.voltage50 = 1;
 157         robot.orte.pwr_ctrl.voltage80 = 1;
 158
 159         robot.orte.camera_control.on = true;
 160
 161         robot.fsm.motion.state = &fsm_state_motion_init;
 162
 163         /* Only activate display if it is configured */
 164         /* FIXME: display
 165         robot.sercom = uoled_init(serial_comm);
 166         if (strcmp(robot.sercom->devname, "/dev/null") != 0)
 167                 robot.fsm.display.state = &fsm_state_disp_init;
 168         */
 169
 170         robot.obstacle_avoidance_enabled = true;
 171         robot.use_back_bumpers = true;
 172         robot.use_left_bumper = true;
 173         robot.use_right_bumper = true;
 174         robot.start_state = POWER_ON;
 175         robot.check_turn_safety = true;
 176
 177         /* init ORTE domain, create publishers, subscribers, .. */
 178         rv = robot_init_orte();
 179         act_init(&robot.orte);
 180
 181         return rv;
 182 }
 183
 184 /**
 185  * Starts the robot FSMs and threads.
 186  *
 187  * @return 0
 188  */
 189 int robot_start()
 190 {
 191         int rv = 0;
 192
 193         pthread_attr_t tattr;
 194         struct sched_param param;
 195         pthread_t thr_obstacle_forgeting;
 196         int ret;
 197
 198         ret = motion_control_init();
 199         if(ret) {
 200                 perror("motion_control_init");
 201                 robot_exit();
 202         }
 203
 204
 205         /* Obstacle forgeting thread */
 206         pthread_attr_init (&tattr);
 207         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 208         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 209         pthread_attr_setschedpolicy(&tattr, SCHED_FIFO);
 210         param.sched_priority = OBST_FORGETING_PRIO;
 211         rv = pthread_attr_setschedparam (&tattr, &param);
 212         if (rv) {
 213                 perror("robot_start: pthread_attr_setschedparam()");
 214                 goto err;
 215         }
 216         rv = pthread_create(&thr_obstacle_forgeting,
 217                             &tattr, thread_obstacle_forgeting, NULL);
 218         if (rv) {
 219                 perror("robot_start: pthread_create");
 220                 goto err;
 221         }
 222
 223         sem_init(&robot.start, 0, 0);
 224
 225         fsm_main_loop(&robot.main_loop);
 226
 227 err:
 228         return rv;
 229 }
 230
 231 /**
 232  * Signals all the robot threads to finish.
 233  */
 234 void robot_exit()
 235 {
 236         /* stop FSMs */
 237         fsm_exit(&robot.fsm.main);
 238         fsm_exit(&robot.fsm.motion);
 239         fsm_exit(&robot.fsm.act);
 240 }
 241
 242 /**
 243  * Stops the robot. All resources alocated by robot_init() or
 244  * robot_start() are dealocated here.
 245  */
 246 void robot_destroy()
 247 {
 248         motion_control_done();
 249
 250         // FIXME: set actuators to well defined position (FJ)
 251
 252         robottype_roboorte_destroy(&robot.orte);
 253
 254         fsm_destroy(&robot.fsm.main);
 255         fsm_destroy(&robot.fsm.motion);
 256         fsm_destroy(&robot.fsm.act);
 257         ShmapFree();
 258         ul_logdeb("robofsm: stop.\n");
 259 }
 260
 261 void robot_get_est_pos_trans(double *x, double *y, double *phi)
 262 {
 263         robot_get_est_pos(x, y, phi);
 264         *x = __trans_x(*x);
 265         *y = __trans_y(*y);
 266         *phi = __trans_ang(*phi);
 267 }
 268
 269 void robot_get_est_pos(double *x, double *y, double *phi)
 270 {
 271         if (robot.indep_odometry_works) {
 272                 ROBOT_LOCK(est_pos_indep_odo);
 273                 *x = robot.est_pos_indep_odo.x;
 274                 *y = robot.est_pos_indep_odo.y;
 275                 *phi = robot.est_pos_indep_odo.phi;
 276                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_indep_odo);
 277         } else if (robot.odometry_works) {
 278                 ROBOT_LOCK(est_pos_odo);
 279                 *x = robot.est_pos_odo.x;
 280                 *y = robot.est_pos_odo.y;
 281                 *phi = robot.est_pos_odo.phi;
 282                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_odo);
 283         } else {
 284                 ROBOT_LOCK(ref_pos);
 285                 *x = robot.ref_pos.x;
 286                 *y = robot.ref_pos.y;
 287                 *phi = robot.ref_pos.phi;
 288                 ROBOT_UNLOCK(ref_pos);
 289         }
 290 }
 291
 292 void robot_calibrate_odometry()
 293 {
 294         robot.odo_distance_a = 0;
 295         robot.odo_distance_b = 0;
 296         FILE *file;
 297         file = fopen ("odometry_cal_data", "r");
 298         if (file == NULL)
 299         {
 300                 robot.odo_cal_a = 1;
 301                 robot.odo_cal_b = 1;
 302                 fprintf(stderr, "ODO calibration file not found! \n\n");
 303                 return;
 304         }
 305         char line [15];
 306         float a = 0;
 307         float b = 0;
 308         int num = 0;
 309         while (fgets (line, 15 , file)) {
 310                 a += atof(strtok(line," "));
 311                 fgets (line, 15 , file);
 312                 b += atof(strtok(NULL," "));
 313                 num ++;
 314         }
 315         fclose (file);
 316         if(a == 0 || b == 0) {
 317                 robot.odo_cal_a = 1;
 318                 robot.odo_cal_b = 1;
 319                 return;
 320         }
 321         robot.odo_cal_a = a / num;
 322         robot.odo_cal_b = b / num;
 323         printf("ODO calibrated value A: %f\n",robot.odo_cal_a);
 324         printf("ODO calibrated value B: %f\n",robot.odo_cal_b);
 325 }