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, 0.09, 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(2.91, 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         //ShmapSetRectangleFlag(1.775, 0.875, 2.025, 1.125, MAP_FLAG_WALL, 0);
  81 }
  82
  83 static void trans_callback(struct robo_fsm *fsm)
  84 {
  85         if (fsm == &robot.fsm.main) {
  86                 strncpy(robot.orte.fsm_main.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_main.state_name));
  87                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_main);
  88         } else if (fsm == &robot.fsm.motion) {
  89                 strncpy(robot.orte.fsm_motion.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_motion.state_name));
  90                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_motion);
  91         } else if (fsm == &robot.fsm.act) {
  92                 strncpy(robot.orte.fsm_act.state_name, fsm->state_name, sizeof(robot.orte.fsm_act.state_name));
  93                 ORTEPublicationSend(robot.orte.publication_fsm_act);
  94         }
  95
  96 }
  97
  98 /**
  99  * Initializes the robot.
 100  * Setup fields in robot structure, initializes FSMs and ORTE.
 101  *
 102  * @return 0
 103  */
 104 int robot_init()
 105 {
 106         int rv;
 107         pthread_mutexattr_t mattr;
 108         robot_calibrate_odometry();
 109         rv = pthread_mutexattr_init(&mattr);
 110 #ifdef HAVE_PRIO_INHERIT
 111         rv = pthread_mutexattr_setprotocol(&mattr, PTHREAD_PRIO_INHERIT);
 112 #endif
 113         pthread_mutex_init(&robot.lock, &mattr);
 114         pthread_mutex_init(&robot.lock_ref_pos, &mattr);
 115         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_odo, &mattr);
 116         pthread_mutex_init(&robot.lock_est_pos_indep_odo, &mattr);
 117         pthread_mutex_init(&robot.lock_meas_angles, &mattr);
 118         pthread_mutex_init(&robot.lock_joy_data, &mattr);
 119         pthread_mutex_init(&robot.lock_disp, &mattr);
 120
 121         fsm_main_loop_init(&robot.main_loop);
 122
 123         /* FSM initialization */
 124         fsm_init(&robot.fsm.main, "MAIN", &robot.main_loop);
 125         fsm_init(&robot.fsm.motion, "\tmot", &robot.main_loop);
 126         fsm_init(&robot.fsm.act, "\tACT", &robot.main_loop);
 127         robot.fsm.main.transition_callback = trans_callback;
 128         robot.fsm.act.transition_callback = trans_callback;
 129         robot.fsm.motion.transition_callback = trans_callback;
 130
 131         robot.team_color = RED;
 132
 133         if (robot.team_color == RED) {
 134                 ul_loginf("We are RED!\n");
 135         } else {
 136                 ul_loginf("We are BLUE!\n");
 137         }
 138
 139         robot_set_est_pos_trans(ROBOT_START_X_M, ROBOT_START_Y_M, DEG2RAD(ROBOT_START_ANGLE_DEG));
 140
 141         robot.ignore_hokuyo = false;
 142         robot.map = ShmapInit(1);
 143         fill_in_known_areas_in_map();
 144
 145         signal(SIGINT, int_handler);
 146         signal(SIGTERM, int_handler);
 147         block_signals();
 148
 149         /* initial values */
 150         robot.orte.motion_speed.left = 0;
 151         robot.orte.motion_speed.right = 0;
 152
 153         robot.orte.pwr_ctrl.voltage33 = 1;
 154         robot.orte.pwr_ctrl.voltage50 = 1;
 155         robot.orte.pwr_ctrl.voltage80 = 1;
 156
 157         robot.orte.camera_control.on = true;
 158
 159         robot.fsm.motion.state = &fsm_state_motion_init;
 160
 161         /* Only activate display if it is configured */
 162         /* FIXME: display
 163         robot.sercom = uoled_init(serial_comm);
 164         if (strcmp(robot.sercom->devname, "/dev/null") != 0)
 165                 robot.fsm.display.state = &fsm_state_disp_init;
 166         */
 167
 168         robot.obstacle_avoidance_enabled = true;
 169         robot.use_back_bumpers = true;
 170         robot.use_left_bumper = true;
 171         robot.use_right_bumper = true;
 172         robot.start_state = POWER_ON;
 173         robot.check_turn_safety = true;
 174
 175         /* init ORTE domain, create publishers, subscribers, .. */
 176         rv = robot_init_orte();
 177         act_init(&robot.orte);
 178
 179         return rv;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * Starts the robot FSMs and threads.
 184  *
 185  * @return 0
 186  */
 187 int robot_start()
 188 {
 189         int rv = 0;
 190
 191         pthread_attr_t tattr;
 192         struct sched_param param;
 193         pthread_t thr_obstacle_forgeting;
 194         int ret;
 195
 196         ret = motion_control_init();
 197         if(ret) {
 198                 perror("motion_control_init");
 199                 robot_exit();
 200         }
 201
 202
 203         /* Obstacle forgeting thread */
 204         pthread_attr_init (&tattr);
 205         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 206         pthread_attr_getschedparam (&tattr, &param);
 207         pthread_attr_setschedpolicy(&tattr, SCHED_FIFO);
 208         param.sched_priority = OBST_FORGETING_PRIO;
 209         rv = pthread_attr_setschedparam (&tattr, &param);
 210         if (rv) {
 211                 perror("robot_start: pthread_attr_setschedparam()");
 212                 goto err;
 213         }
 214         rv = pthread_create(&thr_obstacle_forgeting,
 215                             &tattr, thread_obstacle_forgeting, NULL);
 216         if (rv) {
 217                 perror("robot_start: pthread_create");
 218                 goto err;
 219         }
 220
 221         sem_init(&robot.start, 0, 0);
 222
 223         fsm_main_loop(&robot.main_loop);
 224
 225 err:
 226         return rv;
 227 }
 228
 229 /**
 230  * Signals all the robot threads to finish.
 231  */
 232 void robot_exit()
 233 {
 234         /* stop FSMs */
 235         fsm_exit(&robot.fsm.main);
 236         fsm_exit(&robot.fsm.motion);
 237         fsm_exit(&robot.fsm.act);
 238 }
 239
 240 /**
 241  * Stops the robot. All resources alocated by robot_init() or
 242  * robot_start() are dealocated here.
 243  */
 244 void robot_destroy()
 245 {
 246         motion_control_done();
 247
 248         // FIXME: set actuators to well defined position (FJ)
 249
 250         robottype_roboorte_destroy(&robot.orte);
 251
 252         fsm_destroy(&robot.fsm.main);
 253         fsm_destroy(&robot.fsm.motion);
 254         fsm_destroy(&robot.fsm.act);
 255         ShmapFree();
 256         ul_logdeb("robofsm: stop.\n");
 257 }
 258
 259 void robot_get_est_pos_trans(double *x, double *y, double *phi)
 260 {
 261         robot_get_est_pos(x, y, phi);
 262         *x = __trans_x(*x);
 263         *y = __trans_y(*y);
 264         *phi = __trans_ang(*phi);
 265 }
 266
 267 void robot_get_est_pos(double *x, double *y, double *phi)
 268 {
 269         if (robot.indep_odometry_works) {
 270                 ROBOT_LOCK(est_pos_indep_odo);
 271                 *x = robot.est_pos_indep_odo.x;
 272                 *y = robot.est_pos_indep_odo.y;
 273                 *phi = robot.est_pos_indep_odo.phi;
 274                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_indep_odo);
 275         } else if (robot.odometry_works) {
 276                 ROBOT_LOCK(est_pos_odo);
 277                 *x = robot.est_pos_odo.x;
 278                 *y = robot.est_pos_odo.y;
 279                 *phi = robot.est_pos_odo.phi;
 280                 ROBOT_UNLOCK(est_pos_odo);
 281         } else {
 282                 ROBOT_LOCK(ref_pos);
 283                 *x = robot.ref_pos.x;
 284                 *y = robot.ref_pos.y;
 285                 *phi = robot.ref_pos.phi;
 286                 ROBOT_UNLOCK(ref_pos);
 287         }
 288 }
 289
 290 void robot_calibrate_odometry()
 291 {
 292         robot.odo_distance_a = 0;
 293         robot.odo_distance_b = 0;
 294         FILE *file;
 295         file = fopen ("odometry_cal_data", "r");
 296         if (file == NULL)
 297         {
 298                 robot.odo_cal_a = 1;
 299                 robot.odo_cal_b = 1;
 300                 fprintf(stderr, "File not found. \n\n");
 301                 return;
 302         }
 303         char line [10];
 304         float a = 0;
 305         float b = 0;
 306         int num = 0;
 307         while (fgets (line, 10 , file)) {
 308                 a += atof(line);
 309                 fgets (line, 10 , file);
 310                 b += atof(line);
 311                 num ++;
 312         }
 313         fclose (file);
 314         if(a == 0 || b == 0) {
 315                 robot.odo_cal_a = 1;
 316                 robot.odo_cal_b = 1;
 317                 return;
 318         }
 319         robot.odo_cal_a = a / num;
 320         robot.odo_cal_b = b / num;
 321         printf("calibrated value left: %f\n",robot.odo_cal_a);
 322         printf("calibrated value right: %f\n",robot.odo_cal_b);
 323 }