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         robot_calibrate_odometry();
 112         rv = pthread_mutexattr_init(&mattr);
 113 #ifdef HAVE_PRIO_INHERIT
 114         rv = pthread_mutexattr_setprotocol(&mattr, PTHREAD_PRIO_INHERIT);
 115 #endif
 116         pthread_mutex_init(&robot.lock, &mattr);
 117         pthread_mutex_init(&robot.lock_ref_pos, &mattr);
 118         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_odo, &mattr);
 119         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_indep_odo, &mattr);
 120         pthread_mutex_init(&robot.lock_meas_angles, &mattr);
 121         pthread_mutex_init(&robot.lock_joy_data, &mattr);
 122         pthread_mutex_init(&robot.lock_disp, &mattr);
 123
 124         fsm_main_loop_init(&robot.main_loop);
 125
 126         /* FSM initialization */
 127         fsm_init(&robot.fsm.main, "MAIN", &robot.main_loop);
 128         fsm_init(&robot.fsm.motion, "\tmot", &robot.main_loop);
 129         fsm_init(&robot.fsm.act, "\tACT", &robot.main_loop);
 130         robot.fsm.main.transition_callback = trans_callback;
 131         robot.fsm.act.transition_callback = trans_callback;
 132         robot.fsm.motion.transition_callback = trans_callback;
 133
 134         robot.team_color = VIOLET;
 135
 136         if (robot.team_color == VIOLET) {
 137                 ul_loginf("We are VIOLET!\n");
 138         } else {
 139                 ul_loginf("We are RED!\n");
 140         }
 141
 142         robot_set_est_pos_trans(ROBOT_START_X_M, ROBOT_START_Y_M, DEG2RAD(ROBOT_START_ANGLE_DEG));
 143
 144         robot.ignore_hokuyo = false;
 145         robot.map = ShmapInit(1);
 146         fill_in_known_areas_in_map();
 147
 148         signal(SIGINT, int_handler);
 149         signal(SIGTERM, int_handler);
 150         block_signals();
 151
 152         /* initial values */
 153         robot.orte.motion_speed.left = 0;
 154         robot.orte.motion_speed.right = 0;
 155
 156         robot.orte.pwr_ctrl.voltage33 = 1;
 157         robot.orte.pwr_ctrl.voltage50 = 1;
 158         robot.orte.pwr_ctrl.voltage80 = 1;
 159
 160         robot.orte.camera_control.on = true;
 161
 162         robot.fsm.motion.state = &fsm_state_motion_init;
 163
 164         /* Only activate display if it is configured */
 165         /* FIXME: display
 166         robot.sercom = uoled_init(serial_comm);
 167         if (strcmp(robot.sercom->devname, "/dev/null") != 0)
 168                 robot.fsm.display.state = &fsm_state_disp_init;
 169         */
 170
 171         robot.obstacle_avoidance_enabled = true;
 172         robot.use_back_bumpers = true;
 173         robot.use_left_bumper = true;
 174         robot.use_right_bumper = true;
 175         robot.start_state = POWER_ON;
 176         robot.check_turn_safety = true;
 177
 178         /* init ORTE domain, create publishers, subscribers, .. */
 179         rv = robot_init_orte();
 180         act_init(&robot.orte);
 181
 182         return rv;
 183 }
 184
 185 /**
 186  * Starts the robot FSMs and threads.
 187  *
 188  * @return 0
 189  */
 190 int robot_start()
 191 {
 192         int rv = 0;
 193
 194         pthread_attr_t tattr;
 195         struct sched_param param;
 196         pthread_t thr_obstacle_forgeting;
 197         int ret;
 198
 199         ret = motion_control_init();
 200         if(ret) {
 201                 perror("motion_control_init");
 202                 robot_exit();
 203         }
 204
 205
 206         /* Obstacle forgeting thread */
 207         pthread_attr_init (&tattr);
 208         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 209         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 210         pthread_attr_setschedpolicy(&tattr, SCHED_FIFO);
 211         param.sched_priority = OBST_FORGETING_PRIO;
 212         rv = pthread_attr_setschedparam (&tattr, &param);
 213         if (rv) {
 214                 perror("robot_start: pthread_attr_setschedparam()");
 215                 goto err;
 216         }
 217         rv = pthread_create(&thr_obstacle_forgeting,
 218                             &tattr, thread_obstacle_forgeting, NULL);
 219         if (rv) {
 220                 perror("robot_start: pthread_create");
 221                 goto err;
 222         }
 223
 224         sem_init(&robot.start, 0, 0);
 225
 226         fsm_main_loop(&robot.main_loop);
 227
 228 err:
 229         return rv;
 230 }
 231
 232 /**
 233  * Signals all the robot threads to finish.
 234  */
 235 void robot_exit()
 236 {
 237         /* stop FSMs */
 238         fsm_exit(&robot.fsm.main);
 239         fsm_exit(&robot.fsm.motion);
 240         fsm_exit(&robot.fsm.act);
 241 }
 242
 243 /**
 244  * Stops the robot. All resources alocated by robot_init() or
 245  * robot_start() are dealocated here.
 246  */
 247 void robot_destroy()
 248 {
 249         motion_control_done();
 250
 251         // FIXME: set actuators to well defined position (FJ)
 252
 253         robottype_roboorte_destroy(&robot.orte);
 254
 255         fsm_destroy(&robot.fsm.main);
 256         fsm_destroy(&robot.fsm.motion);
 257         fsm_destroy(&robot.fsm.act);
 258         ShmapFree();
 259         ul_logdeb("robofsm: stop.\n");
 260 }
 261
 262 void robot_get_est_pos_trans(double *x, double *y, double *phi)
 263 {
 264         robot_get_est_pos(x, y, phi);
 265         *x = __trans_x(*x);
 266         *y = __trans_y(*y);
 267         *phi = __trans_ang(*phi);
 268 }
 269
 270 void robot_get_est_pos(double *x, double *y, double *phi)
 271 {
 272         if (robot.indep_odometry_works) {
 273                 ROBOT_LOCK(est_pos_indep_odo);
 274                 *x = robot.est_pos_indep_odo.x;
 275                 *y = robot.est_pos_indep_odo.y;
 276                 *phi = robot.est_pos_indep_odo.phi;
 277                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_indep_odo);
 278         } else if (robot.odometry_works) {
 279                 ROBOT_LOCK(est_pos_odo);
 280                 *x = robot.est_pos_odo.x;
 281                 *y = robot.est_pos_odo.y;
 282                 *phi = robot.est_pos_odo.phi;
 283                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_odo);
 284         } else {
 285                 ROBOT_LOCK(ref_pos);
 286                 *x = robot.ref_pos.x;
 287                 *y = robot.ref_pos.y;
 288                 *phi = robot.ref_pos.phi;
 289                 ROBOT_UNLOCK(ref_pos);
 290         }
 291 }
 292
 293 void robot_calibrate_odometry()
 294 {
 295         robot.odo_distance_a = 0;
 296         robot.odo_distance_b = 0;
 297         FILE *file;
 298         file = fopen ("odometry_cal_data", "r");
 299         if (file == NULL)
 300         {
 301                 robot.odo_cal_a = 1;
 302                 robot.odo_cal_b = 1;
 303                 fprintf(stderr, "ODO calibration file not found! \n\n");
 304                 return;
 305         }
 306         char line [15];
 307         float a = 0;
 308         float b = 0;
 309         int num = 0;
 310         while (fgets (line, 15 , file)) {
 311                 a += atof(strtok(line," "));
 312                 fgets (line, 15 , file);
 313                 b += atof(strtok(NULL," "));
 314                 num ++;
 315         }
 316         fclose (file);
 317         if(a == 0 || b == 0) {
 318                 robot.odo_cal_a = 1;
 319                 robot.odo_cal_b = 1;
 320                 return;
 321         }
 322         robot.odo_cal_a = a / num;
 323         robot.odo_cal_b = b / num;
 324         printf("ODO calibrated value A: %f\n",robot.odo_cal_a);
 325         printf("ODO calibrated value B: %f\n",robot.odo_cal_b);
 326 }