incl/bcar.h

   1 /*
   2 This file is part of I am car.
   3
   4 I am car is free software: you can redistribute it and/or modify
   5 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   7 (at your option) any later version.
   8
   9 I am car is distributed in the hope that it will be useful,
  10 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12 GNU General Public License for more details.
  13
  14 You should have received a copy of the GNU General Public License
  15 along with I am car. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  16 */
  17
  18 #ifndef BICYCLECAR_H
  19 #define BICYCLECAR_H
  20
  21 #include <vector>
  22 #include "rrtnode.h"
  23
  24 #define BCAR_HEIGHT 1.450
  25 #define BCAR_LENGTH 3.760
  26 #define BCAR_SAFETY_DIST 0
  27 #define BCAR_TURNING_RADIUS 10.820
  28 #define BCAR_WHEEL_BASE 2.450
  29 #define BCAR_WIDTH 1.625
  30 #define BCAR_DIST_REAR ((BCAR_LENGTH - BCAR_WHEEL_BASE) / 2)
  31 #define BCAR_DIST_FRONT (BCAR_LENGTH - BCAR_DIST_REAR)
  32 #define BCAR_DIAG_RADI pow(pow(BCAR_DIST_FRONT, 2) + pow(BCAR_WIDTH/2, 2), 0.5)
  33 #define BCAR_DIAG_RRADI pow(pow(BCAR_DIST_REAR, 2) + pow(BCAR_WIDTH/2, 2), 0.5)
  34 #define BCAR_OUT_RADI pow( \
  35         pow(BCAR_TURNING_RADIUS + BCAR_WIDTH/2, 2) + \
  36         pow(BCAR_DIST_FRONT, 2), 0.5)
  37 #define BCAR_OUT_RRADI pow( \
  38         pow(BCAR_TURNING_RADIUS + BCAR_WIDTH/2, 2) + \
  39         pow(BCAR_DIST_REAR, 2), 0.5)
  40 #define BCAR_IN_RADI (BCAR_TURNING_RADIUS - BCAR_WIDTH/2)
  41
  42 #define MAXSTEER(wb, tr) ((wb) / (tr))
  43
  44 class BicycleCar: public RRTNode {
  45         private:
  46                 // see https://en.wikipedia.org/wiki/Fiat_Punto
  47                 const float height_ = BCAR_HEIGHT;
  48                 const float length_ = BCAR_LENGTH;
  49                 const float safety_dist_ = BCAR_SAFETY_DIST;
  50                 const float turning_radius_ = BCAR_TURNING_RADIUS;
  51                 const float wheel_base_ = BCAR_WHEEL_BASE;
  52                 const float width_ = BCAR_WIDTH;
  53
  54                 float speed_ = 0;
  55                 float steer_ = 0;
  56
  57                 BicycleCar *bcparent_;
  58         public:
  59                 using RRTNode::RRTNode;
  60
  61                 // getter
  62                 float length();
  63                 float wheelbase();
  64                 float width();
  65
  66                 float dr();
  67                 float df();
  68
  69                 float lfx();
  70                 float lrx();
  71                 float rrx();
  72                 float rfx();
  73                 float lfy();
  74                 float lry();
  75                 float rry();
  76                 float rfy();
  77
  78                 float lwbx();
  79                 float lwby();
  80                 float rwbx();
  81                 float rwby();
  82
  83                 /** Return circle center on the left side of the car */
  84                 RRTNode *ccl();
  85                 /** Return circle center on the right side of the car */
  86                 RRTNode *ccr();
  87
  88                 float speed();
  89                 float steer();
  90
  91                 BicycleCar *bcparent() const;
  92
  93                 // setter
  94                 bool speed(float s);
  95                 bool steer(float s);
  96
  97                 void bcparent(BicycleCar *bcp);
  98
  99                 // other
 100                 std::vector<RRTEdge *> frame();
 101                 bool next();
 102                 bool next(float speed, float steer);
 103
 104                 /** Return distance from wheelbase center to top corner */
 105                 float diag_radi();
 106                 /** Return distance from wheelbase center to rear corner */
 107                 float diag_rradi();
 108                 /** Outer radius of the farthest point */
 109                 float out_radi();
 110                 /** Angle between wheelbase line and outer radius */
 111                 float alfa();
 112                 /** Return true if `n` not inside of `ccl`, `ccr` */
 113                 bool drivable(RRTNode *n);
 114                 /** Return ``RRTNode`` where ``BicycleCar`` may steer to.
 115
 116                 When the node ``n`` is not drivable, use guess.
 117
 118                 @param n The node to drive to.
 119
 120                 */
 121                 RRTNode *drivableNode(RRTNode *n);
 122                 /** Return node rotated by `dh` around `c` */
 123                 BicycleCar *move(RRTNode *c, float dh);
 124 };
 125
 126 #endif