aigamozu
0106
Dependencies: ADXL345 AigamozuControlPackets HMC5843 ITG3200 MBed_Adafruit-GPS-Library XBee agzIDLIST mbed
Diff: main.cpp
- Revision:
- 0:75c267089975
--- /dev/null Thu Jan 01 00:00:00 1970 +0000
+++ b/main.cpp Wed Jan 06 10:49:22 2016 +0000
@@ -0,0 +1,546 @@
+/**********************************************/
+//
+//
+//
+// Program name: Aigamozu ROBOT
+// Author: Mineta Kizuku
+//
+//
+//
+/**********************************************/
+
+/**********************************************/
+//更新情報
+//2015/05/11
+//ロボットプログラムの作成
+//
+//2015/05/13
+//カルマンフィルタの共分散の値を0.0001以下にならないようにした
+//共分散の値を10進数に変換するようにした
+//
+//2015/05/13 Yokokawa
+//何回目のGPSでとられたGPSか確認するようにしました。
+//
+//2015/05/15
+//プログラムcreateReceiveStatusCommand()にて
+//Aigamozu_collect_dataにinかoutかを送るためにstate関連をいじったので必要に応じて直してください。
+//
+//2015/05//17
+//Send_Status関数内を変更：基地局への送信データのみ現在のモードを入れるパケットの部分に内外判定の結果を入れるようにした
+//基地局以外には現在のモードを送信するようにしてある
+//要確認！！！！
+//
+//2015/05/17
+//Get_GPS()の中身longitudeの範囲138〜140に変更
+//
+//2015/05/19
+//autoモードのとき、三十秒前進・三秒右に転回に変更した。
+//
+//2015/05/24
+//Kalmanフィルターを十進数で計算するようにした。
+//Kalmanフィルターの計算式を変更した。
+//set_kalmanを追加した。
+//
+//2015/05/29
+//auto_Move関数の実装とAigamozuControlPackets内にcontrol_Mortor関数の実装
+//
+//2015/05/30
+//新カルマンフィルタの実装
+//
+//2015/06/04
+//内外判定の結果によって動きを変えるように変更
+//ロボットA,B,C,D,Eは基地局a,b,c,dの内側を
+//ロボットF,G,H,I,Jは基地局e,f,g,hの内側を走る
+/**********************************************/
+
+#include "mbed.h"
+#include "XBee.h"
+#include "MBed_Adafruit_GPS.h"
+#include "AigamozuControlPackets.h"
+#include "agzIDLIST.h"
+#include "aigamozuSetting.h"
+#include "Kalman.h"
+#include "math.h"
+
+#define SIGMA_MIN 0.0001
+
+//************ID Number*****************
+//Robot ID: 'A' ~ 'Z'
+//Base ID: 'a' ~ 'a'
+//manager ID: '0'(数字のゼロ)
+//
+const char MyID = 'G';
+
+const int collect_base_address[4]={0,1,2,3};//1,2,3,4,5,6,7,8
+//************ID Number*****************
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Pin Setting
+//
+/////////////////////////////////////////
+VNH5019 agz_motorShield(p21,p22,p23,p24,p25,p26);
+
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Connection Setting
+//
+/////////////////////////////////////////
+
+//Serial Connect Setting: PC <--> mbed
+Serial pc(USBTX, USBRX);
+
+//Serial Connect Setting: GPS <--> mbed
+Serial * gps_Serial;
+
+//Serial Connect Setting: XBEE <--> mbed
+XBee xbee(p13,p14);
+ZBRxResponse zbRx = ZBRxResponse();
+
+//set up GPS module
+
+//set up AigamozuControlPackets library
+AigamozuControlPackets agz(agz_motorShield);
+
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//For Kalman data
+//
+/////////////////////////////////////////
+#define FIRST_S2_1 1.0e-8
+#define FIRST_S2_2 1.0e-6
+#define COUNTER_MAX 10000
+#define ERROR_RANGE 0.001
+
+double x_cur,x_prev,y_cur,y_prev;//緯度と経度の時刻tと時刻t-1での推定値
+double s2x_cur=FIRST_S2_1,s2x_prev=FIRST_S2_1,s2y_cur=FIRST_S2_1,s2y_prev=FIRST_S2_1;//緯度経度のの時刻tと時刻t-1での共分散
+double s2_R=FIRST_S2_2;//GPSセンサの分散
+double s2_Q=FIRST_S2_2;
+double Kx=0,Ky=0;//カルマンゲイン
+double zx,zy;//観測値
+void Kalman(double Latitude,double Longitude);
+int change = 0;
+
+
+LocalFileSystem local("local"); // マウントポイントを定義（ディレクトリパスになる）
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Plus Speed
+//
+//MNUAL_MODEの時にスピードを変える
+/////////////////////////////////////////
+void Plus_Speed(uint8_t *packetdata){
+
+ if(agz.nowMode == MANUAL_MODE){
+ agz.changeSpeed(packetdata);
+ }
+
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Send Status
+//
+//リクエストがきたとき、自分の位置情報などを返信する
+/////////////////////////////////////////
+void Send_Status(char SenderIDc){
+ XBeeAddress64 send_Address;
+ if(SenderIDc == '0'){
+ send_Address = manager_Address;
+ agz.createReceiveStatusCommand(MyID,SenderIDc, agz.nowMode,
+ agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi());
+ }
+ if(SenderIDc >= 'A' && SenderIDc <= 'Z'){
+ send_Address = robot_Address[SenderIDc - 'A'];
+ //Create GPS Infomation Packet
+ agz.createReceiveStatusCommand(MyID,SenderIDc, agz.nowMode,
+ agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi());
+ }
+ if(SenderIDc >= 'a' && SenderIDc <= 'z'){
+ send_Address = base_Address[SenderIDc - 'a'];
+
+ agz.createReceiveStatusCommand(MyID,SenderIDc, (int)agz.gpsAuto(collect_base_address),
+ agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi());
+ }
+ //send normal data
+
+ /*
+ //debug***************************************************
+ printf("latitude:%f,longitude:%f\nlatitudeK:%f,longitudeK:%f\nCovlat:%f,Covlongi:%f\n",
+ agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi()
+ );
+ for(int i = 0; i < RECEIVE_STATUS_COMMNAD_LENGTH; ++i) printf("%d ",agz.packetData[i]);
+ printf("\n");
+ //debug end***************************************************
+ */
+ //Select Destination
+ ZBTxRequest tx64request(send_Address,agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ //Send -> Base
+ xbee.send(tx64request);
+
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Get GPS function
+//
+/////////////////////////////////////////
+
+void Get_GPS(Adafruit_GPS *myGPS){
+ static int flag = 0;
+
+ if (myGPS->fix) {
+
+ agz.nowStatus = GPS_AVAIL;
+ agz.reNewRobotPoint(myGPS->latitudeH,myGPS->latitudeL,myGPS->longitudeH,myGPS->longitudeL);
+
+ if(flag < COUNTER_MAX){
+ flag++;
+ }
+ if(flag == 5){
+ x_prev = agz.get_agzPoint_lati();
+ y_prev = agz.get_agzPoint_longi();
+ }
+
+ if(flag >= 6){
+ if(abs(x_prev - agz.get_agzPoint_lati()) < ERROR_RANGE && abs(y_prev - agz.get_agzPoint_longi()) < ERROR_RANGE){
+ Kalman(agz.get_agzPoint_lati(), agz.get_agzPoint_longi());
+ change = 1;
+ }
+ else{
+ change = 0;
+ }
+ /* fp = fopen(filename, "w");
+ fprintf(fp, "%d %.14lf %.14lf %.14lf %.14lf %.14le %.14le \n",
+ change, agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi());
+ */
+
+ }
+
+ printf("%.14lf %.14lf %.14lf %.14lf %.14le %.14le \n",
+ agz.get_agzPoint_lati(),agz.get_agzPoint_longi(),
+ agz.get_agzPointKalman_lati(),agz.get_agzPointKalman_longi(),
+ agz.get_agzCov_lati(),agz.get_agzCov_longi());
+ }
+ else agz.nowStatus = GPS_UNAVAIL;
+
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//New Mode
+//
+/////////////////////////////////////////
+
+void New_Mode(uint8_t *packetdata){
+
+ //bool result;
+ agz.changeMode(packetdata);
+
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Get Status
+//
+/////////////////////////////////////////
+void Get_Status(char SenderIDc,uint8_t *packetdata){
+
+ //マネージャからデータが来たとき
+ if(SenderIDc == '0'){
+ printf("get manager Status\n");
+ }
+ //他のロボットからデータが来たとき
+ if(SenderIDc >= 'A' && SenderIDc <= 'Z'){
+ printf("get other robots Status\n");
+ }
+ //基地局からデータが来たとき
+ if(SenderIDc >= 'a' && SenderIDc <= 'z'){
+ printf("Get Base data\n");
+ int id = SenderIDc - 'a';
+ agz.reNewBasePoint(id,&packetdata[13],&packetdata[21]);
+ agz.reNewBasePointKalman(id,&packetdata[29],&packetdata[37]);
+
+ //debug
+ for(int i = 0;i < 4;i++){
+ printf("BASE:%d\n",i);
+ printf("latitude:%f,longitude:%f\nlatitudeK:%f,longitudeK:%f\n",
+ agz.get_basePoint_lati(i),agz.get_basePoint_longi(i),
+ agz.get_basePointKalman_lati(i),agz.get_basePointKalman_longi(i)
+ );
+ }
+ }
+}
+
+void Get_Status_Kalman(char SenderIDc,uint8_t *packetdata){
+
+ //マネージャからデータが来たとき
+ if(SenderIDc == '0'){
+ printf("get manager Status Kalman\n");
+ }
+ //他のロボットからデータが来たとき
+ if(SenderIDc >= 'A' && SenderIDc <= 'Z'){
+ printf("get other robots Status Kalman\n");
+ }
+ //基地局からデータが来たとき
+ if(SenderIDc >= 'a' && SenderIDc <= 'z'){
+ printf("Get Base data Kalman\n");
+ int id = SenderIDc - 'a';
+ agz.reNewBasePointKalman(id,&packetdata[29],&packetdata[37]);
+
+ //debug
+ for(int i = 0;i < 4;i++){
+ printf("BASE:%d\n",i);
+ printf("latitudeK:%f,longitudeK:%f\n",
+ agz.get_basePointKalman_lati(i),agz.get_basePointKalman_longi(i));
+ }
+ }
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Send_Request_to_base
+//
+/////////////////////////////////////////
+void Send_Request_Base(int basenumber){
+ printf("send\n");
+ agz.createRequestCommand(MyID, basenumber);
+ //Select Destination
+ ZBTxRequest tx64request(base_Address[basenumber],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ //Send -> Base
+ xbee.send(tx64request);
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//auto_Move
+//
+//InAreaかOutAreaの判定
+//Kalmanを通した値を出力(Baseと自分)
+//2015/05/29
+//外側判定と処理の実装
+//内側判定：シーケンス動作
+//外側判定：10秒間バック、3秒間旋回を行い、その後シーケンス動作へ
+/////////////////////////////////////////
+
+void auto_Move(){
+
+ bool result=false; // 毎回の内外判定の結果を格納
+ static bool out_flag = false; // 外側処理の実行フラグ
+ const int sequenceTime[4] = {30000, 31000, 34000, 34200};
+ const int outSequenceTime[4] = {10000, 11000, 14000, 14200};
+
+
+ //内外判定を行うtrueの時は外 falseの時は内側にいる
+ result = agz.gpsAuto(collect_base_address);
+
+ //agz.set_agzAutoGPS();
+ //agz.set_agzKalmanGPS();
+
+ if(out_flag == false && result == true){
+ out_flag = true;
+ agz.Out_Timer.reset();
+ }
+
+ if(out_flag == false){
+ if(agz.Move_Timer.read_ms() < sequenceTime[0]){
+ agz.control_Motor(0); //straight
+ }
+ if(agz.Move_Timer.read_ms() > sequenceTime[0] && agz.Move_Timer.read_ms() < sequenceTime[1]){
+ agz.control_Motor(1);
+ }
+ if(agz.Move_Timer.read_ms() > sequenceTime[1] && agz.Move_Timer.read_ms() < sequenceTime[2]){
+ agz.control_Motor(2); //Turn Right
+ }
+ if(agz.Move_Timer.read_ms() > sequenceTime[2] && agz.Move_Timer.read_ms() < sequenceTime[3]){
+ agz.control_Motor(1);
+ }
+ if(agz.Move_Timer.read_ms() > sequenceTime[3]){
+ agz.Move_Timer.reset();
+ }
+ }
+ if(out_flag == true){
+ if(agz.Out_Timer.read_ms() < outSequenceTime[0]){
+ agz.control_Motor(3); //back
+ }
+ if(agz.Out_Timer.read_ms() > outSequenceTime[0] && agz.Out_Timer.read_ms() < outSequenceTime[1]){
+ agz.control_Motor(1);
+ }
+ if(agz.Out_Timer.read_ms() > outSequenceTime[1] && agz.Out_Timer.read_ms() < outSequenceTime[2]){
+ agz.control_Motor(2); //Turn Right
+ }
+ if(agz.Out_Timer.read_ms() > outSequenceTime[2] && agz.Out_Timer.read_ms() < outSequenceTime[3]){
+ agz.control_Motor(1);
+ }
+ if(agz.Out_Timer.read_ms() > outSequenceTime[3]){
+ agz.Out_Timer.reset();
+ agz.Move_Timer.reset();
+ out_flag = false;
+ }
+ }
+}
+
+void print_gps(int count){
+
+ printf("%d times:\n", count);
+ printf("%f, %f\n", agz.get_agzPointKalman_lati(), agz.get_agzPointKalman_longi());
+
+}
+
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Kalman Processing
+//
+/////////////////////////////////////////
+void calc_Kalman(){
+ //calc Kalman gain
+ Kx = (s2x_prev+s2_Q)/(s2x_prev+s2_R+s2_Q);
+ Ky = (s2y_prev+s2_Q)/(s2y_prev+s2_R+s2_Q);
+ //estimate
+ x_cur = x_prev + Kx*(zx-x_prev);
+ y_cur = y_prev + Ky*(zy-y_prev);
+ //calc sigma
+ s2x_cur = (1-Kx)*(s2x_prev+s2_Q);
+ s2y_cur = (1-Ky)*(s2y_prev+s2_Q);
+
+}
+
+void Kalman(double Latitude,double Longitude){
+
+ zx = Latitude;
+ zy = Longitude;
+
+ calc_Kalman();
+
+ //更新
+ x_prev = x_cur;
+ y_prev = y_cur;
+ s2x_prev = s2x_cur;
+ s2y_prev = s2y_cur;
+
+ //agzPontKalmanとagzCovに格納する
+ agz.set_agzPointKalman_lati(x_cur);
+ agz.set_agzPointKalman_longi(y_cur);
+ agz.set_agzCov(s2x_cur,s2y_cur);
+
+}
+
+/////////////////////////////////////////
+//
+//Main Processing
+//
+/////////////////////////////////////////
+int main() {
+ //start up time
+ wait(3);
+ //set pc frequency to 57600bps
+ pc.baud(PC_BAUD_RATE);
+ //set xbee frequency to 57600bps
+ xbee.begin(XBEE_BAUD_RATE);
+
+
+ //GPS setting
+ gps_Serial = new Serial(p28,p27);
+ Adafruit_GPS myGPS(gps_Serial);
+ Timer refresh_Timer;
+
+
+
+
+ myGPS.begin(GPS_BAUD_RATE);
+
+ Timer collect_Timer;
+ //GPS Send Command
+ myGPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_OUTPUT_RMCONLY);
+ myGPS.sendCommand(PMTK_SET_NMEA_UPDATE_1HZ);
+ myGPS.sendCommand(PGCMD_ANTENNA);
+
+ wait_ms(2000);
+
+ //interrupt start
+ printf("start\n");
+
+ char input_data=0;
+ int speed=64;
+ while (true) {
+ input_data=0;
+ scanf("%c",&input_data);
+
+ switch(input_data){
+ case 'i'://stanby
+ printf("stanby\n");
+ agz.createChangeModeCommand('A','G',0);
+ ZBTxRequest tx64request1(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request1);
+ break;
+ case 'o'://manual
+ printf("manual\n");
+ agz.createChangeModeCommand('A','G',1);
+ ZBTxRequest tx64request2(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request2);
+ break;
+ case 'w'://zennsinn
+ printf("sensin\n");
+ agz.createManualCommad('A','G',1,speed,1,speed);
+ ZBTxRequest tx64request3(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request3);
+ break;
+ case 'a'://hidari
+ printf("hidari\n");
+ agz.createManualCommad('A','G',2,speed,1,speed);
+ ZBTxRequest tx64request4(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request4);
+ break;
+ case 'd'://migi
+ printf("migi\n");
+ agz.createManualCommad('A','G',1,speed,2,speed);
+ ZBTxRequest tx64request5(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request5);
+ break;
+ case 's'://stop
+ printf("stop\n");
+ agz.createManualCommad('A','G',0,speed,0,speed);
+ ZBTxRequest tx64request6(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request6);
+ break;
+ case 'z'://back
+ printf("back\n");
+ agz.createManualCommad('A','G',2,speed,2,speed);
+ ZBTxRequest tx64request7(robot_Address[6],agz.packetData,agz.getPacketLength());
+ xbee.send(tx64request7);
+ break;
+ case '1':
+ printf("change\n");
+ speed=32;
+ break;
+ case '2':
+ printf("change\n");
+ speed = 64;
+ break;
+ case '3':
+ printf("change\n");
+ speed=128;
+ break;
+ default:
+ break;
+ }
+ }//endifisAvailable
+
+
+ }
+
+