src/bcar.cc

   1 /*
   2  * SPDX-FileCopyrightText: 2021 Jiri Vlasak <jiri.vlasak.2@cvut.cz>
   3  *
   4  * SPDX-License-Identifier: GPL-3.0-only
   5  */
   6
   7 #include <cmath>
   8 #include "bcar.hh"
   9
  10 namespace bcar {
  11
  12 Point::Point()
  13 {
  14 }
  15
  16 Point::Point(double x, double y) : _x(x), _y(y)
  17 {
  18 }
  19
  20 double
  21 Point::x() const
  22 {
  23         return this->_x;
  24 }
  25
  26 void
  27 Point::x(double x)
  28 {
  29         this->_x = x;
  30 }
  31
  32 double
  33 Point::y() const
  34 {
  35         return this->_y;
  36 }
  37
  38 void
  39 Point::y(double y)
  40 {
  41         this->_y = y;
  42 }
  43
  44 double
  45 Point::min_angle_between(Point const& p1, Point const& p2) const
  46 {
  47         double d1x = p1.x() - this->x();
  48         double d1y = p1.y() - this->y();
  49         double d2x = p2.x() - p1.x();
  50         double d2y = p2.y() - p1.y();
  51
  52         double dot = d1x*d2x + d1y*d2y;
  53         double d1 = sqrt(d1x*d1x + d1y*d1y);
  54         double d2 = sqrt(d2x*d2x + d2y*d2y);
  55
  56         double delta = acos(dot / (d1 * d2));
  57         return std::min(delta, M_PI - delta);
  58 }
  59
  60 bool
  61 Point::inside_of(std::vector<Point> const& poly) const
  62 {
  63         unsigned int num = poly.size();
  64         unsigned int j = num - 1;
  65         bool c = false;
  66         for (unsigned int i = 0; i < num; i++) {
  67                 if (this->x() == poly[i].x() && this->y() == poly[i].y()) {
  68                         return true;
  69                 }
  70                 if ((poly[i].y() > this->y()) != (poly[j].y() > this->y())) {
  71                         auto slope1 = this->x() - poly[i].x();
  72                         slope1 *= poly[j].y() - poly[i].y();
  73                         auto slope2 = poly[j].x() - poly[i].x();
  74                         slope2 *= this->y() - poly[i].y();
  75                         auto slope = slope1 - slope2;
  76                         if (slope == 0.0) {
  77                                 return true;
  78                         }
  79                         if ((slope < 0.0) != (poly[j].y() < poly[i].y())) {
  80                                 c = !c;
  81                         }
  82                 }
  83                 j = i;
  84         }
  85         return c;
  86 }
  87
  88 bool
  89 Point::on_right_side_of(Line const& li) const
  90 {
  91         auto x1 = li.b().x();
  92         auto y1 = li.b().y();
  93         auto x2 = li.e().x();
  94         auto y2 = li.e().y();
  95         auto x3 = this->_x;
  96         auto y3 = this->_y;
  97         if (sgn((x3 - x1) * (y2 - y1) - (y3 - y1) * (x2 - x1)) < 0.0) {
  98                 return false;
  99         } else {
 100                 return true;
 101         }
 102 }
 103
 104 void
 105 Point::translate(Point const& p)
 106 {
 107         this->_x += p.x();
 108         this->_y += p.y();
 109 }
 110
 111 void
 112 Point::rotate(Point const& c, double const angl)
 113 {
 114         double px = this->x();
 115         double py = this->y();
 116         px -= c.x();
 117         py -= c.y();
 118         double nx = px * cos(angl) - py * sin(angl);
 119         double ny = px * sin(angl) + py * cos(angl);
 120         this->x(nx + c.x());
 121         this->y(ny + c.y());
 122 }
 123
 124 void
 125 Point::reflect(Line const& li)
 126 {
 127         this->rotate(li.b(), -li.h());
 128         this->_y -= li.b().y();
 129         this->_y *= -1.0;
 130         this->_y += li.b().y();
 131         this->rotate(li.b(), li.h());
 132 }
 133
 134 double
 135 Point::edist(Point const& p) const
 136 {
 137         return sqrt(pow(p.x() - this->_x, 2.0) + pow(p.y() - this->_y, 2.0));
 138 }
 139
 140 void
 141 Point::gen_gnuplot_to(std::ostream& out)
 142 {
 143         out << this->_x << " " << this->_y << std::endl;
 144 }
 145
 146 bool
 147 Point::operator==(Point const& p)
 148 {
 149         return this->x() == p.x() && this->y() == p.y();
 150 }
 151
 152 std::ostream&
 153 operator<<(std::ostream& out, Point const& p)
 154 {
 155         out << "[" << p.x() << "," << p.y() << "]";
 156         return out;
 157 }
 158
 159 Line::Line(Point const& b, Point const& e): _b(b), _e(e)
 160 {
 161 }
 162
 163 Point
 164 Line::b() const&
 165 {
 166         return this->_b;
 167 }
 168
 169 Point
 170 Line::e() const&
 171 {
 172         return this->_e;
 173 }
 174
 175 Point
 176 Line::m() const
 177 {
 178         return Point((this->_b.x() + this->_e.x()) / 2.0,
 179                 (this->_b.y() + this->_e.y()) / 2.0);
 180 }
 181
 182 Point
 183 Line::i1() const&
 184 {
 185         return this->_i1;
 186 }
 187
 188 Point
 189 Line::i2() const&
 190 {
 191         return this->_i2;
 192 }
 193
 194 bool
 195 Line::intersects_with(Line const& li)
 196 {
 197         auto x1 = this->_b.x();
 198         auto y1 = this->_b.y();
 199         auto x2 = this->_e.x();
 200         auto y2 = this->_e.y();
 201         auto x3 = li.b().x();
 202         auto y3 = li.b().y();
 203         auto x4 = li.e().x();
 204         auto y4 = li.e().y();
 205         double deno = (x1 - x2) * (y3 - y4) - (y1 - y2) * (x3 - x4);
 206         if (deno == 0.0) {
 207                 return false;
 208         }
 209         double t = (x1 - x3) * (y3 - y4) - (y1 - y3) * (x3 - x4);
 210         t /= deno;
 211         double u = (x1 - x2) * (y1 - y3) - (y1 - y2) * (x1 - x3);
 212         u *= -1.0;
 213         u /= deno;
 214         if (t < 0.0 || t > 1.0 || u < 0.0 || u > 1.0) {
 215                 return false;
 216         }
 217         this->_i1.x(x1 + t * (x2 - x1));
 218         this->_i1.y(y1 + t * (y2 - y1));
 219         return true;
 220 }
 221
 222 bool
 223 Line::intersects_with(Point const& c, double const r)
 224 {
 225         auto x1 = this->_b.x();
 226         auto y1 = this->_b.y();
 227         auto x2 = this->_e.x();
 228         auto y2 = this->_e.y();
 229         auto cx = c.x();
 230         auto cy = c.y();
 231         x2 -= cx;
 232         x1 -= cx;
 233         y2 -= cy;
 234         y1 -= cy;
 235         if (y1 == y2) {
 236                 y1 += 0.00001;
 237         }
 238         double dx = x2 - x1;
 239         double dy = y2 - y1;
 240         double dr = sqrt(dx*dx + dy*dy);
 241         double D = x1*y2 - x2*y1;
 242         if (r*r * dr*dr - D*D < 0.0) {
 243                 return false;
 244         }
 245         // intersection coordinates
 246         double ix1 = (D*dy + sgn(dy)*dx*sqrt(r*r * dr*dr - D*D)) / (dr*dr);
 247         ix1 += cx;
 248         double ix2 = (D*dy - sgn(dy)*dx*sqrt(r*r * dr*dr - D*D)) / (dr*dr);
 249         ix2 += cx;
 250         double iy1 = (-D*dx + std::abs(dy)*sqrt(r*r * dr*dr - D*D)) / (dr*dr);
 251         iy1 += cy;
 252         double iy2 = (-D*dx - std::abs(dy)*sqrt(r*r * dr*dr - D*D)) / (dr*dr);
 253         iy2 += cy;
 254         this->_i1.x(ix1);
 255         this->_i1.y(iy1);
 256         this->_i2.x(ix2);
 257         this->_i2.y(iy2);
 258         return true;
 259 }
 260
 261 double
 262 Line::len() const
 263 {
 264         return this->_b.edist(this->_e);
 265 }
 266
 267 double
 268 Line::h() const
 269 {
 270         return atan2(this->_e.y() - this->_b.y(), this->_e.x() - this->_b.x());
 271 }
 272
 273 std::ostream&
 274 operator<<(std::ostream& out, Line const& li)
 275 {
 276         out << "[" << li._b << "," << li._e << "]";
 277         return out;
 278 }
 279
 280 Pose::Pose(double x, double y, double h) : Point(x, y), _h(h)
 281 {
 282 }
 283
 284 double
 285 Pose::h() const
 286 {
 287         return this->_h;
 288 }
 289
 290 void
 291 Pose::h(double h)
 292 {
 293         while (h < -M_PI) {
 294                 h += 2 * M_PI;
 295         }
 296         while (h > +M_PI) {
 297                 h -= 2 * M_PI;
 298         }
 299         this->_h = h;
 300 }
 301
 302 void
 303 Pose::set_pose(Pose const& p)
 304 {
 305         this->x(p.x());
 306         this->y(p.y());
 307         this->h(p.h());
 308 }
 309
 310 void
 311 Pose::rotate(Point const& c, double const angl)
 312 {
 313         Point::rotate(c, angl);
 314         this->h(this->h() + angl);
 315 }
 316
 317 void
 318 Pose::reflect(Line const& li)
 319 {
 320         Point::reflect(li);
 321         double dh = li.h() - this->h();
 322         this->h(this->h() + 2.0 * dh);
 323 }
 324
 325 bool
 326 Pose::operator==(Pose const& p)
 327 {
 328         return this->x() == p.x() && this->y() == p.y() && this->h() == p.h();
 329 }
 330
 331 std::ostream&
 332 operator<<(std::ostream& out, Pose const& p)
 333 {
 334         out << "[" << p.x() << "," << p.y() << "," << p.h() << "]";
 335         return out;
 336 }
 337
 338 void
 339 PoseRange::set_xyh()
 340 {
 341         double clen = 10.0;
 342         double bpbx = this->_bp.x() - clen * cos(this->_bp.h());
 343         double bpby = this->_bp.y() - clen * sin(this->_bp.h());
 344         double bpfx = this->_bp.x() + clen * cos(this->_bp.h());
 345         double bpfy = this->_bp.y() + clen * sin(this->_bp.h());
 346         Line li1(Point(bpbx, bpby), Point(bpfx, bpfy));
 347         double epbx = this->_ep.x() - clen * cos(this->_ep.h());
 348         double epby = this->_ep.y() - clen * sin(this->_ep.h());
 349         double epfx = this->_ep.x() + clen * cos(this->_ep.h());
 350         double epfy = this->_ep.y() + clen * sin(this->_ep.h());
 351         Line li2(Point(epbx, epby), Point(epfx, epfy));
 352         li1.intersects_with(li2);
 353         this->x(li1.i1().x());
 354         this->y(li1.i1().y());
 355         double bh = this->b();
 356         while (bh < 0.0) {
 357                 bh += 2.0 * M_PI;
 358         }
 359         this->_bp.h(bh);
 360         double eh = this->e();
 361         while (eh < 0.0) {
 362                 eh += 2.0 * M_PI;
 363         }
 364         this->_ep.h(eh);
 365         this->h((this->b() + this->e()) / 2.0);
 366 }
 367
 368 PoseRange::PoseRange(Pose bp, Pose ep) : _bp(bp), _ep(ep)
 369 {
 370         if (this->_bp == this->_ep) {
 371                 this->set_pose(this->_ep);
 372         } else {
 373                 this->set_xyh();
 374         }
 375 }
 376
 377 PoseRange::PoseRange(double x, double y, double b, double e)
 378                 : PoseRange(Pose(x, y, b), Pose(x, y, e))
 379 {
 380 }
 381
 382 Pose
 383 PoseRange::bp() const
 384 {
 385         return this->_bp;
 386 }
 387
 388 Pose
 389 PoseRange::ep() const
 390 {
 391         return this->_ep;
 392 }
 393
 394 double
 395 PoseRange::b() const
 396 {
 397         return std::min(this->_bp.h(), this->_ep.h());
 398 }
 399
 400 double
 401 PoseRange::e() const
 402 {
 403         return std::max(this->_bp.h(), this->_ep.h());
 404 }
 405
 406 void
 407 PoseRange::translate(Point const& p)
 408 {
 409         this->_bp.translate(p);
 410         this->_ep.translate(p);
 411         this->set_xyh();
 412 }
 413
 414 void
 415 PoseRange::rotate(Point const& c, double const angl)
 416 {
 417         this->_bp.rotate(c, angl);
 418         this->_ep.rotate(c, angl);
 419         this->set_xyh();
 420 }
 421
 422 void
 423 PoseRange::reflect(Line const& li)
 424 {
 425         this->_bp.reflect(li);
 426         this->_ep.reflect(li);
 427         this->set_xyh();
 428 }
 429
 430 std::ostream&
 431 operator<<(std::ostream& out, PoseRange const& p)
 432 {
 433         out << "[" << p.x() << "," << p.y() << "," << p.b() << "," << p.e();
 434         out << "]";
 435         return out;
 436 }
 437
 438 double
 439 CarSize::ctc() const
 440 {
 441         return this->_curb_to_curb;
 442 }
 443
 444 void
 445 CarSize::ctc(double ctc)
 446 {
 447         this->_curb_to_curb = ctc;
 448 }
 449
 450 double
 451 CarSize::wb() const
 452 {
 453         return this->_wheelbase;
 454 }
 455
 456 void
 457 CarSize::wb(double wb)
 458 {
 459         this->_wheelbase = wb;
 460 }
 461
 462 double
 463 CarSize::w() const
 464 {
 465         return this->_width;
 466 }
 467
 468 void
 469 CarSize::w(double w)
 470 {
 471         this->_width = w;
 472 }
 473
 474 double
 475 CarSize::wwm() const
 476 {
 477         return this->_width_with_mirrors;
 478 }
 479
 480 void
 481 CarSize::wwm(double w)
 482 {
 483         this->_width_with_mirrors = w;
 484 }
 485
 486 double
 487 CarSize::len() const
 488 {
 489         return this->_length;
 490 }
 491
 492 void
 493 CarSize::len(double len)
 494 {
 495         this->_length = len;
 496 }
 497
 498 double
 499 CarSize::df() const
 500 {
 501         return this->_distance_to_front;
 502 }
 503
 504 void
 505 CarSize::df(double df)
 506 {
 507         this->_distance_to_front = df;
 508 }
 509
 510 double
 511 CarSize::dr() const
 512 {
 513         return this->len() - this->df();
 514 }
 515
 516 void
 517 CarSize::ft(double ft)
 518 {
 519         this->_front_track = ft;
 520 }
 521
 522 double
 523 CarSize::ft() const
 524 {
 525         return this->_front_track;
 526 }
 527
 528 double
 529 CarSize::mtr() const
 530 {
 531         auto ctc2 = pow(this->ctc() / 2.0, 2.0);
 532         auto wb2 = pow(this->wb(), 2.0);
 533         return sqrt(ctc2 - wb2) - this->ft() / 2.0;
 534 }
 535
 536 double
 537 CarSize::iradi() const
 538 {
 539         return this->mtr() - this->w() / 2;
 540 }
 541
 542 double
 543 CarSize::ofradi() const
 544 {
 545         auto mtrw2 = pow(this->mtr() + this->w() / 2.0, 2.0);
 546         auto df2 = pow(this->df(), 2.0);
 547         return sqrt(mtrw2 + df2);
 548 }
 549
 550 double
 551 CarSize::orradi() const
 552 {
 553         auto mtrw2 = pow(this->mtr() + this->w() / 2.0, 2.0);
 554         auto dr2 = pow(this->dr(), 2.0);
 555         return sqrt(mtrw2 + dr2);
 556 }
 557
 558 double
 559 CarSize::imradi() const
 560 {
 561         auto mtrw2 = pow(this->mtr() - this->wwm() / 2.0, 2.0);
 562         auto df2 = pow(this->wb(), 2.0);
 563         return sqrt(mtrw2 + df2);
 564 }
 565
 566 double
 567 CarSize::omradi() const
 568 {
 569         auto mtrw2 = pow(this->mtr() + this->wwm() / 2.0, 2.0);
 570         auto df2 = pow(this->wb(), 2.0);
 571         return sqrt(mtrw2 + df2);
 572 }
 573
 574 double
 575 CarSize::perfect_parking_slot_len() const
 576 {
 577         auto r = this->ctc() / 2.0;
 578         auto l = this->wb();
 579         auto k = this->df() - this->wb();
 580         auto w = this->w(); // FIXME use wwm()?
 581         auto r2l2 = r * r - l * l;
 582         auto s = r2l2 + pow(l + k, 2.0) - pow(sqrt(r2l2) - w, 2.0);
 583         return this->len() + sqrt(s) - l - k;
 584 }
 585
 586 double
 587 CarMove::sp() const
 588 {
 589         return this->_speed;
 590 }
 591
 592 void
 593 CarMove::sp(double sp)
 594 {
 595         this->_speed = sp;
 596 }
 597
 598 double
 599 CarMove::st() const
 600 {
 601         return this->_steer;
 602 }
 603
 604 void
 605 CarMove::st(double st)
 606 {
 607         this->_steer = st;
 608 }
 609
 610 bool
 611 BicycleCar::drivable(Pose const& p) const
 612 {
 613         return this->drivable(PoseRange(p, p));
 614 }
 615
 616 bool
 617 BicycleCar::drivable(PoseRange const& p) const
 618 {
 619         double a_1 = atan2(p.y() - this->y(), p.x() - this->x()) - this->h();
 620         while (a_1 < -M_PI)
 621                 a_1 += 2 * M_PI;
 622         while (a_1 > +M_PI)
 623                 a_1 -= 2 * M_PI;
 624         double h_d = p.h() - this->h();
 625         while (h_d < -M_PI)
 626                 h_d += 2 * M_PI;
 627         while (h_d > +M_PI)
 628                 h_d -= 2 * M_PI;
 629         double a_2 = 0;
 630         if (h_d == 0 && (a_1 == 0 || a_2 == M_PI || a_2 == -M_PI)) {
 631                 return true;
 632         } else if (0 < a_1 && a_1 <= M_PI/2) { // left front
 633                 BicycleCar z(*this); // zone border
 634                 z.h(p.e());
 635                 h_d = p.h() - this->h();
 636                 z.rotate(this->ccl(), h_d);
 637                 // assert z.h() == p.h()
 638                 if (p.y() == z.y() && p.x() == z.x()) // p on zone border
 639                         return true;
 640                 a_2 = atan2(p.y() - z.y(), p.x() - z.x());
 641                 while (a_2 < -M_PI)
 642                         a_2 += 2 * M_PI;
 643                 while (a_2 > +M_PI)
 644                         a_2 -= 2 * M_PI;
 645                 if (z.h() >= a_2 && a_2 >= this->h())
 646                         return true;
 647         } else if (M_PI/2 < a_1 && a_1 <= M_PI) { // left rear
 648                 BicycleCar z(*this); // zone border
 649                 z.h(p.e());
 650                 h_d = p.h() - this->h();
 651                 z.rotate(this->ccl(), h_d);
 652                 // assert z.h() == p.h()
 653                 if (p.y() == z.y() && p.x() == z.x()) // p on zone border
 654                         return true;
 655                 a_2 = atan2(p.y() - z.y(), p.x() - z.x());
 656                 a_2 -= M_PI;
 657                 while (a_2 < -M_PI)
 658                         a_2 += 2 * M_PI;
 659                 while (a_2 > +M_PI)
 660                         a_2 -= 2 * M_PI;
 661                 if (this->h() >= a_2 && a_2 >= z.h())
 662                         return true;
 663         } else if (0 > a_1 && a_1 >= -M_PI/2) { // right front
 664                 BicycleCar z(*this); // zone border
 665                 z.h(p.b());
 666                 h_d = p.h() - this->h();
 667                 z.rotate(this->ccr(), h_d);
 668                 // assert z.h() == p.h()
 669                 if (p.y() == z.y() && p.x() == z.x()) // p on zone border
 670                         return true;
 671                 a_2 = atan2(p.y() - z.y(), p.x() - z.x());
 672                 while (a_2 < -M_PI)
 673                         a_2 += 2 * M_PI;
 674                 while (a_2 > +M_PI)
 675                         a_2 -= 2 * M_PI;
 676                 if (this->h() >= a_2 && a_2 >= z.h())
 677                         return true;
 678         } else if (-M_PI/2 > a_1 && a_1 >= -M_PI) { // right rear
 679                 BicycleCar z(*this); // zone border
 680                 z.h(p.b());
 681                 h_d = p.h() - this->h();
 682                 z.rotate(this->ccr(), h_d);
 683                 // assert z.h() == p.h()
 684                 if (p.y() == z.y() && p.x() == z.x()) // p on zone border
 685                         return true;
 686                 a_2 = atan2(p.y() - z.y(), p.x() - z.x());
 687                 a_2 -= M_PI;
 688                 while (a_2 < -M_PI)
 689                         a_2 += 2 * M_PI;
 690                 while (a_2 > +M_PI)
 691                         a_2 -= 2 * M_PI;
 692                 if (z.h() >= a_2 && a_2 >= this->h())
 693                         return true;
 694         } else {
 695                 // Not happenning, as ``-pi <= a <= pi``.
 696         }
 697         return false;
 698 }
 699
 700 void
 701 BicycleCar::set_max_steer()
 702 {
 703         this->st(atan(this->wb() / this->mtr()));
 704 }
 705
 706 double
 707 BicycleCar::lfx() const
 708 {
 709         double lfx = this->x();
 710         lfx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() + M_PI / 2.0);
 711         lfx += this->df() * cos(this->h());
 712         return lfx;
 713 }
 714
 715 double
 716 BicycleCar::lfy() const
 717 {
 718         double lfy = this->y();
 719         lfy += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() + M_PI / 2.0);
 720         lfy += this->df() * sin(this->h());
 721         return lfy;
 722 }
 723
 724 double
 725 BicycleCar::lrx() const
 726 {
 727         double lrx = this->x();
 728         lrx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() + M_PI / 2.0);
 729         lrx += -this->dr() * cos(this->h());
 730         return lrx;
 731 }
 732
 733 double
 734 BicycleCar::lry() const
 735 {
 736         double lry = this->y();
 737         lry += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() + M_PI / 2.0);
 738         lry += -this->dr() * sin(this->h());
 739         return lry;
 740 }
 741
 742 double
 743 BicycleCar::rrx() const
 744 {
 745         double rrx = this->x();
 746         rrx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() - M_PI / 2.0);
 747         rrx += -this->dr() * cos(this->h());
 748         return rrx;
 749 }
 750
 751 double
 752 BicycleCar::rry() const
 753 {
 754         double rry = this->y();
 755         rry += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() - M_PI / 2.0);
 756         rry += -this->dr() * sin(this->h());
 757         return rry;
 758 }
 759
 760 double
 761 BicycleCar::rfx() const
 762 {
 763         double rfx = this->x();
 764         rfx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() - M_PI / 2.0);
 765         rfx += this->df() * cos(this->h());
 766         return rfx;
 767 }
 768
 769 double
 770 BicycleCar::rfy() const
 771 {
 772         double rfy = this->y();
 773         rfy += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() - M_PI / 2.0);
 774         rfy += this->df() * sin(this->h());
 775         return rfy;
 776 }
 777
 778 Point
 779 BicycleCar::lf() const
 780 {
 781         return Point(this->lfx(), this->lfy());
 782 }
 783
 784 Point
 785 BicycleCar::lr() const
 786 {
 787         return Point(this->lrx(), this->lry());
 788 }
 789
 790 Point
 791 BicycleCar::rr() const
 792 {
 793         return Point(this->rrx(), this->rry());
 794 }
 795
 796 Point
 797 BicycleCar::rf() const
 798 {
 799         return Point(this->rfx(), this->rfy());
 800 }
 801
 802 Line
 803 BicycleCar::left() const
 804 {
 805         return Line(this->lr(), this->lf());
 806 }
 807
 808 Line
 809 BicycleCar::rear() const
 810 {
 811         return Line(this->lr(), this->rr());
 812 }
 813
 814 Line
 815 BicycleCar::right() const
 816 {
 817         return Line(this->rr(), this->rf());
 818 }
 819
 820 Line
 821 BicycleCar::front() const
 822 {
 823         return Line(this->rf(), this->lf());
 824 }
 825
 826 double
 827 BicycleCar::lrax() const
 828 {
 829         double lrx = this->x();
 830         lrx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() + M_PI / 2.0);
 831         return lrx;
 832 }
 833 double
 834 BicycleCar::lray() const
 835 {
 836         double lry = this->y();
 837         lry += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() + M_PI / 2.0);
 838         return lry;
 839 }
 840
 841 double
 842 BicycleCar::rrax() const
 843 {
 844         double rrx = this->x();
 845         rrx += (this->w() / 2.0) * cos(this->h() - M_PI / 2.0);
 846         return rrx;
 847 }
 848
 849 double
 850 BicycleCar::rray() const
 851 {
 852         double rry = this->y();
 853         rry += (this->w() / 2.0) * sin(this->h() - M_PI / 2.0);
 854         return rry;
 855 }
 856
 857 Point
 858 BicycleCar::lra() const
 859 {
 860         return Point(this->lrax(), this->lray());
 861 }
 862
 863 Point
 864 BicycleCar::rra() const
 865 {
 866         return Point(this->rrax(), this->rray());
 867 }
 868
 869 double
 870 BicycleCar::lfax() const
 871 {
 872         return this->lrax() + this->wb() * cos(this->h());
 873 }
 874
 875 double
 876 BicycleCar::lfay() const
 877 {
 878         return this->lray() + this->wb() * sin(this->h());
 879 }
 880
 881 double
 882 BicycleCar::rfax() const
 883 {
 884         return this->rrax() + this->wb() * cos(this->h());
 885 }
 886
 887 double
 888 BicycleCar::rfay() const
 889 {
 890         return this->rray() + this->wb() * sin(this->h());
 891 }
 892
 893 Point
 894 BicycleCar::lfa() const
 895 {
 896         return Point(this->lfax(), this->lfay());
 897 }
 898
 899 Point
 900 BicycleCar::rfa() const
 901 {
 902         return Point(this->rfax(), this->rfay());
 903 }
 904
 905 double
 906 BicycleCar::lfmx() const
 907 {
 908         double x = this->x();
 909         x += (this->wwm() / 2.0) * cos(this->h() + M_PI / 2.0);
 910         x += this->wb() * cos(this->h());
 911         return x;
 912 }
 913
 914 double
 915 BicycleCar::lfmy() const
 916 {
 917         double y = this->y();
 918         y += (this->wwm() / 2.0) * sin(this->h() + M_PI / 2.0);
 919         y += this->wb() * sin(this->h());
 920         return y;
 921 }
 922
 923 double
 924 BicycleCar::rfmx() const
 925 {
 926         double x = this->x();
 927         x += (this->wwm() / 2.0) * cos(this->h() - M_PI / 2.0);
 928         x += this->wb() * cos(this->h());
 929         return x;
 930 }
 931
 932 double
 933 BicycleCar::rfmy() const
 934 {
 935         double y = this->y();
 936         y += (this->wwm() / 2.0) * sin(this->h() - M_PI / 2.0);
 937         y += this->wb() * sin(this->h());
 938         return y;
 939 }
 940
 941 Point
 942 BicycleCar::lfm() const
 943 {
 944         return Point(this->lfmx(), this->lfmy());
 945 }
 946
 947 Point
 948 BicycleCar::rfm() const
 949 {
 950         return Point(this->rfmx(), this->rfmy());
 951 }
 952
 953 double
 954 BicycleCar::cfx() const
 955 {
 956         return this->x() + this->df() * cos(this->h());
 957 }
 958
 959 double
 960 BicycleCar::cfy() const
 961 {
 962         return this->y() + this->df() * sin(this->h());
 963 }
 964
 965 Point
 966 BicycleCar::cf() const
 967 {
 968         return Point(this->cfx(), this->cfy());
 969 }
 970
 971 Point
 972 BicycleCar::ccl() const
 973 {
 974         return Point(
 975                 this->x() + this->mtr() * cos(this->h() + M_PI / 2.0),
 976                 this->y() + this->mtr() * sin(this->h() + M_PI / 2.0)
 977         );
 978 }
 979
 980 Point
 981 BicycleCar::ccr() const
 982 {
 983         return Point(
 984                 this->x() + this->mtr() * cos(this->h() - M_PI / 2.0),
 985                 this->y() + this->mtr() * sin(this->h() - M_PI / 2.0)
 986         );
 987 }
 988
 989 void
 990 BicycleCar::next()
 991 {
 992         this->x(this->x() + this->sp() * cos(this->h()));
 993         this->y(this->y() + this->sp() * sin(this->h()));
 994         this->h(this->h() + this->sp() / this->wb() * tan(this->st()));
 995 }
 996
 997 void
 998 BicycleCar::gen_gnuplot_to(std::ostream& out, GenPlotOpts opts)
 999 {
1000         if (opts.ALL) {
1001                 opts.CAR = true;
1002                 opts.MIRRORS = true;
1003         }
1004         if (opts.MIRRORS) {
1005                 opts.LEFT_MIRROR = true;
1006                 opts.RIGHT_MIRROR = true;
1007         }
1008         if (opts.CAR) {
1009                 opts.FRAME = true;
1010                 opts.CROSS = true;
1011                 opts.ARROW = true;
1012         }
1013         if (opts.FRAME) {
1014                 opts.LEFT = true;
1015                 opts.RIGHT = true;
1016                 opts.REAR = true;
1017                 opts.FRONT = true;
1018         }
1019         if (opts.LF_POINT) {
1020                 this->lf().gen_gnuplot_to(out);
1021         }
1022         if (opts.LR_POINT) {
1023                 this->lr().gen_gnuplot_to(out);
1024         }
1025         if (opts.RR_POINT) {
1026                 this->rr().gen_gnuplot_to(out);
1027         }
1028         if (opts.RF_POINT) {
1029                 this->rf().gen_gnuplot_to(out);
1030         }
1031         if (opts.LFM_POINT) {
1032                 this->lfm().gen_gnuplot_to(out);
1033         }
1034         if (opts.RFM_POINT) {
1035                 this->rfm().gen_gnuplot_to(out);
1036         }
1037         if (opts.LEFT) {
1038                 this->lf().gen_gnuplot_to(out);
1039                 this->lr().gen_gnuplot_to(out);
1040                 out << std::endl;
1041         }
1042         if (opts.RIGHT) {
1043                 this->rf().gen_gnuplot_to(out);
1044                 this->rr().gen_gnuplot_to(out);
1045                 out << std::endl;
1046         }
1047         if (opts.REAR) {
1048                 this->lr().gen_gnuplot_to(out);
1049                 this->rr().gen_gnuplot_to(out);
1050                 out << std::endl;
1051         }
1052         if (opts.FRONT) {
1053                 this->lf().gen_gnuplot_to(out);
1054                 this->rf().gen_gnuplot_to(out);
1055                 out << std::endl;
1056         }
1057         if (opts.ARROW) {
1058                 this->cf().gen_gnuplot_to(out);
1059                 this->lfa().gen_gnuplot_to(out);
1060                 this->rfa().gen_gnuplot_to(out);
1061                 this->cf().gen_gnuplot_to(out);
1062                 out << std::endl;
1063         }
1064         if (opts.CROSS) {
1065                 double lx = this->x() + 0.2 * cos(this->h() + M_PI/2);
1066                 double rx = this->x() - 0.2 * cos(this->h() + M_PI/2);
1067                 double fx = this->x() + 0.2 * cos(this->h());
1068                 double bx = this->x() - 0.2 * cos(this->h()); // rear is back
1069                 double ly = this->y() + 0.2 * sin(this->h() + M_PI/2);
1070                 double ry = this->y() - 0.2 * sin(this->h() + M_PI/2);
1071                 double fy = this->y() + 0.2 * sin(this->h());
1072                 double by = this->y() - 0.2 * sin(this->h()); // rear is back
1073                 out << lx << " " << ly << std::endl;
1074                 out << rx << " " << ry << std::endl;
1075                 out << std::endl;
1076                 out << fx << " " << fy << std::endl;
1077                 out << bx << " " << by << std::endl;
1078                 out << std::endl;
1079         }
1080         if (opts.LEFT_MIRROR) {
1081                 this->lf().gen_gnuplot_to(out);
1082                 this->lfm().gen_gnuplot_to(out);
1083                 this->lr().gen_gnuplot_to(out);
1084                 out << std::endl;
1085
1086         }
1087         if (opts.RIGHT_MIRROR) {
1088                 this->rf().gen_gnuplot_to(out);
1089                 this->rfm().gen_gnuplot_to(out);
1090                 this->rr().gen_gnuplot_to(out);
1091                 out << std::endl;
1092         }
1093 }
1094
1095 } // namespace bcar