git.gag.com Git - fw/altos/blob - altoslib/AltosRotation.java

   1 /*
   2  * Copyright © 2014 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program 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 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  15  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  16  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  17  */
  18
  19 package org.altusmetrum.altoslib_13;
  20
  21 public class AltosRotation extends AltosQuaternion {
  22         private AltosQuaternion         rotation;
  23
  24         /* Compute pitch angle from vertical by taking the pad
  25          * orientation vector and rotating it by the current total
  26          * rotation value. That will be a unit vector pointing along
  27          * the airframe axis. The Z value will be the cosine of the
  28          * angle from vertical.
  29          *
  30          * rot = ao_rotation * vertical * ao_rotation°
  31          * rot = ao_rotation * (0,0,0,1) * ao_rotation°
  32          *     = ((a.z, a.y, -a.x, a.r) * (a.r, -a.x, -a.y, -a.z)) .z
  33          *
  34          *     = (-a.z * -a.z) + (a.y * -a.y) - (-a.x * -a.x) + (a.r * a.r)
  35          *     = a.z² - a.y² - a.x² + a.r²
  36          *
  37          * rot = ao_rotation * (0, 0, 0, -1) * ao_rotation°
  38          *     = ((-a.z, -a.y, a.x, -a.r) * (a.r, -a.x, -a.y, -a.z)) .z
  39          *
  40          *     = (a.z * -a.z) + (-a.y * -a.y) - (a.x * -a.x) + (-a.r * a.r)
  41          *     = -a.z² + a.y² + a.x² - a.r²
  42          *
  43          * tilt = acos(rot)  (in radians)
  44          */
  45
  46         public double tilt() {
  47                 double  rotz = rotation.z * rotation.z - rotation.y * rotation.y - rotation.x * rotation.x + rotation.r * rotation.r;
  48
  49                 double tilt = Math.acos(rotz) * 180.0 / Math.PI;
  50                 return tilt;
  51         }
  52
  53         /* Given euler rotations in three axes, perform a combined rotation using
  54          * quaternions
  55          */
  56         public void rotate(double x, double y, double z) {
  57                 AltosQuaternion rot = AltosQuaternion.euler(x, y, z);
  58                 rotation = rot.multiply(rotation).normalize();
  59         }
  60
  61         /* Clone an existing rotation value */
  62         public AltosRotation (AltosRotation old) {
  63                 this.rotation = new AltosQuaternion(old.rotation);
  64         }
  65
  66         /* Create a new rotation value given an acceleration vector pointing down */
  67         public AltosRotation(double x,
  68                              double y,
  69                              double z,
  70                              int pad_orientation) {
  71                 AltosQuaternion orient = AltosQuaternion.vector(x, y, z).normalize();
  72                 double sky = pad_orientation == 0 ? 1 : -1;
  73                 AltosQuaternion up = new AltosQuaternion(0, 0, 0, sky);
  74                 rotation = up.vectors_to_rotation(orient);
  75         }
  76
  77         public AltosRotation() {
  78                 rotation = new AltosQuaternion();
  79         }
  80 }