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/**
********************************************************************************
* @file    main.c
* @author  You
* @version V?.?.?
* @date    Today
* @brief   メインファイル
******************************************************************************
*/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <main.h>

/* 型定義 --------------------------------------------------------------------*/

/* ロボットの加速度 */
ROCATION NowAcc;
/* ロボットの座標 */
ROCATION NowLoc;
/* ロボットの目標座標 */
ROCATION Target;

/* 定数定義 ------------------------------------------------------------------*/
/* マクロ定義 ----------------------------------------------------------------*/
/* 関数プロトタイプ宣言 -------------------------------------------------------*/

/* タイマ呼び出し用 */
void IT_CallBack(void);

/* 自己位置推定処理 */
void LocEstimate(void);

/* P制御値代入 */
void Pro_control(int tar_x, int tar_y, int tar_rev);


/* 変数定義 ------------------------------------------------------------------*/

/* 操作権 0…なし 1…手動 2…自動 */
int operate=0;

/* 自動シーケンス */
int auto_mode=0;

/* 直読みエンコーダ角度保存(degree) */
double EncoderDeg[EncoderMAX] = {0};

/* 足回り値保存変数 */
int MovMotor[4]= {0};

/* 自動yaw補整目標角度 */
double TarTheta=0;

/* 補正値用定数 */
int cor=4;

/* クラス定義 ----------------------------------------------------------------*/

/* 割り込み用クラス */
Ticker flipper;

/* gyro用タイマ */
Timer yawCnt;

/* P制御終了タイマ */
Timer P_fin;

/* UART (Tx,Rx) */
Serial telemetry(USBTX, USBRX, 115200);

/* コントローラー */
SBDBT DS3(PA_0, PA_1, 9600);

/* オンボードLED */
DigitalOut led(LED2);

/* USERボタン */
DigitalIn UB(PC_13,PullDown);

/* エンコーダーピン CS */
DigitalOut CS[] = {PA_2,PA_3};
DigitalOut CL[] = {PA_4,PA_5};
DigitalIn  DO[] = {PA_6,PA_7};

/* 足回り動作クラス定義 */
Move omuni(MovMotor,NowLoc.theta);

/* I2C MDのクラス定義 */
YKNCT_MD_I2C MD(PB_9,PB_8);

/* ジャイロのピン設定 */
BNO055 bno(PB_9, PB_8);


/*----------------------------------- main ----------------------------------*/
int main()
{
    telemetry.printf("\n\rMainStart");

    /* 割り込みの設定
     * IT_CallBack関数を0.1msで割り込み */
    flipper.attach_us(&IT_CallBack, 100);

    /* ジャイロの設定 */
    bno.setmode(OPERATION_MODE_IMUPLUS);

    /* I2CMDの設定 */
    MD.Init(0,MD_SMB);
    MD.Init(1,MD_SMB);
    MD.Init(2,MD_SMB);
    MD.Init(3,MD_SMB);

    telemetry.printf("\n\rMainLoopStart");
    /* メインループ --------------------------------------------------------------*/
    while(1) {
        /* オンボードLED点滅 */
        led=!led;

        /* 表示改行 */
        telemetry.printf("\n\r");

        /* 自動処理関連テレメトリ */
        telemetry.printf("ope:%d ",operate);
        /* 座標テレメトリ */
        telemetry.printf("X:%4.0f Y:%4.0f T:%4.0f ",NowLoc.X,NowLoc.Y,NowLoc.theta);

        /* 自己位置推定更新 */
        LocEstimate();

        /* I2CMD実行 */
        MD.Exe();

        /* タイマ-スタート */
        yawCnt.start();
        /* タイマーリセット */
        yawCnt.reset();


        /* 操縦権変更 ×停止 △手動 〇自動 */
        if(DS3.CROSS)     operate=0;
        if(DS3.TRIANGLE)  operate=1;
        if(DS3.CIRCLE)    operate=2;

        /* 操縦権：なし 停止動作 */
        if(operate==0) {
            /* 足回り停止 */
            omuni.XmarkOmni_Move(0,0,0);
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                MD.Set(i,MovMotor[i]);
            }

        }
        /* 操縦権：手動 */
        else if(operate==1) {
            /* 足回り手動動作 */
            int x_val = (double)(DS3.LX-64)*100/64;
            int y_val = (double)(64-DS3.LY)*100/64;
            int r_val = (double)(DS3.RX-64)*100/64;

            /* 目標角更新 */
            if(DS3.RX!=64) yawCnt.reset();
            if(yawCnt.read_ms()<1000) TarTheta=NowLoc.theta;

            /* gyro値による補正 */
            r_val += (TarTheta-NowLoc.theta)*cor;

            omuni.XmarkOmni_Move(x_val,y_val,r_val);
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                MD.Set(i,MovMotor[i]);
            }

        }
        /* 操縦権：自動 */
        else if(operate==2) {
            switch(auto_mode) {
                /* スタート待機処理 */
                case 0:
                    /* オンボードSWで次のステップに */
                    if(UB) auto_mode++;
                    break;

                /* 〇〇の処理 */
                case 1:
                    /* 〇〇の時次のステップに */
                    if(1) auto_mode++;
                    break;

                /* 終了処理 */
                default:
                    auto_mode=0;
                    operate=0;
                    break;
            }
        }

    }
}


/*******************************************************************************
* @概要   自己位置推定関数
* @引数   なし
* @返り値 なし
*******************************************************************************/
void LocEstimate(void)
{
    static double GyroDeg[2]= {0};
    static double EncDeg[2][2]= {0};
    static double disp[3]= {0};

    /* ジャイロの値取得 */
    bno.get_angles();
    GyroDeg[1]=GyroDeg[0];
    GyroDeg[0]=bno.euler.yaw;
    if(GyroDeg[0]!=0) {
        /* 359→0を跨いだ時，前回の値を0から逆回転で負の値で表記 */
        if(GyroDeg[1]<90 && GyroDeg[0]>270) GyroDeg[1]+=360;
        /* 0→359を跨いだ時，前回の値を360以上の値で表記 */
        else if(GyroDeg[1]>270 && GyroDeg[0]<90) GyroDeg[1]-=360;
        /* 差を求める*/
        disp[2]=GyroDeg[1]-GyroDeg[0];
    }
    /* Enc2つの差分求める */
    for(int i=0; i<2; i++) {
        EncDeg[i][1]=EncDeg[i][0];
        EncDeg[i][0]=EncoderDeg[i];
        disp[i]=EncDeg[i][1]-EncDeg[i][0];
    }
    /* 差分を加速度として保存 */
    NowAcc.theta = disp[2];
    NowAcc.X =  disp[0] * cos(NowLoc.theta) + disp[1] * sin(NowLoc.theta)+200*disp[2];
    NowAcc.Y = -disp[0] * sin(NowLoc.theta) + disp[1] * cos(NowLoc.theta)+200*disp[2];
    /* 差分を累積して現在位置を保存 */
    NowLoc.X += NowAcc.X;
    NowLoc.Y += NowAcc.Y;
    NowLoc.theta += NowAcc.theta;
}




/* 割り込み(100us) *************************************************************/
void IT_CallBack(void)
{
    static int cnt = 0;
    static int data[EncoderMAX] = {0};
    static double EncDeg[EncoderMAX][2] = {0};

    for(int i=0; i<EncoderMAX; i++)
        switch(cnt) {
            /* 最初の処理 */
            case 0:
                data[i] = 0;
                CS[i] = 0;
                CL[i] = 1;
                break;
            /* 最後の処理 */
            case 25:
                CS[i]=1;
                /* 前回の値更新 今回の値更新(エンコーダの値(0~4096)を角度(0~360)に) */
                EncDeg[i][1] = EncDeg[i][0];
                EncDeg[i][0] = (double)data[i] * 360.0 / 4096;
                /* 359→0を跨いだ時，前回の値を0から逆回転で負の値で表記 */
                if ((270 <= EncDeg[i][1]) && (EncDeg[i][0] < 90))
                    EncDeg[i][1] -= 360;
                /* 0→359を跨いだ時，前回の値を360以上の値で表記 */
                else if ((EncDeg[i][1] < 90) && (270 <= EncDeg[i][0]))
                    EncDeg[i][1] += 360;
                /* 差を求める*/
                EncoderDeg[i] += EncDeg[i][0] - EncDeg[i][1];
                break;
            /* 通常の処理 */
            default:
                CL[i]=!CL[i];
                /* 最初でも最後でもなく奇数回で最初以外の時読み取り処理 */
                if(cnt != 1 && cnt % 2) {
                    data[i] |= (DO[i]==1);
                    data[i] = data[i] << 1;
                }
                break;
        }
    cnt++;
    cnt%=26;
}




/*******************************************************************************
 * @概要   P制御
 * @引数   tar_x  :目標のx座標
 * @引数   tar_y  :目標のy座標
 * @引数   tar_rev: 目標角
 * @返り値 なし
*******************************************************************************/
void Pro_control(int tar_x, int tar_y, int tar_theta)
{
    int log_distance = 0;

    /* 現在座標と目標座標との距離を記録しておく */
    log_distance = (int)sqrt(pow((double)tar_x - NowLoc.X, 2.0) + pow((double)tar_y - NowLoc.Y, 2.0));

    int x_vel = 0;
    int y_vel = 0;
    int t_vel = 0;

    double theta_tar=0.0;

    while(1) {
        /* 自己位置更新 */
        LocEstimate();

        x_vel = ABS((tar_x - NowLoc.X) * 0.06);
        y_vel = ABS((tar_y - NowLoc.Y) * 0.06);

        /* 最低を決める */
        if (x_vel < 20)
            x_vel = 20;
        if (y_vel < 20)
            y_vel = 20;
        /* 100以内に収める */
        x_vel = Rest(x_vel, 100);
        y_vel = Rest(y_vel, 100);

        /* 正負を決める */
        if ((tar_x - NowLoc.X) < 0)
            x_vel *= -1;
        if ((tar_y - NowLoc.Y) < 0)
            y_vel *= -1;

        /* 残り距離計算 */
        int remain = (int)sqrt(pow((double)tar_x - NowLoc.X, 2.0) + pow((double)tar_y - NowLoc.Y, 2.0));
        /* 移動量に応じたthetaを求める */
        theta_tar = (((double)log_distance - remain) / log_distance) * (tar_theta - NowLoc.theta) + NowLoc.theta;;
        /* 合わせるthetaと現在thetaの差分からtheta補整をかける */
        t_vel = (theta_tar - NowLoc.theta) * 1.5;

        t_vel = Rest(t_vel, 20);

        omuni.XmarkOmni_Move(x_vel,y_vel,t_vel);


        /* 終了処理 */
        if ((5 > ABS(remain)) && ABS(tar_theta - NowLoc.theta) < 0.1) {
            x_vel = 0;
            y_vel = 0;
        }
        if (x_vel == 0 && y_vel == 0)
            P_fin.start();
        else
            P_fin.reset();

        if (P_fin.read_ms() > 100) {
            /* タイマー停止 */
            P_fin.stop();
            P_fin.reset();

            break;
        }
    }
}