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#include "mbed.h"
#include "rtos.h"

DigitalOut trig(p6);    // 超音波センサのtrigピンをp6に接続
DigitalIn  echo(p7);    // 超音波センサのechoピンをp7に接続
PwmOut   servo(p25);    // サーボコントロールピン(p25)
Serial pc(USBTX, USBRX); // USBシリアルポートのインスタンス

enum Mode{
    ADVANCE,
    RIGHT,
    LEFT,
    BACK,
    STOP,
    LINE_TRACE,
    AVOIDANCE,
    READY
};

Mode run;

Timer timer;            // 距離計測用タイマー

/* 障害物検知用の変数設定 */
int SC;                 // 正面   
int SL;                 // 左
int SR;                 // 右
int SLD;                // 左前
int SRD;                // 右前
int flag = 0;           // 障害物有無のフラグ
const int limit = 20;   // 障害物の距離のリミット(単位：cm)
int DT;                 // 距離
int houkou;             // 進行方向(1:前 2:左 3:右)
int far;                // 最も遠い距離
int i;                  // ループ変数

/* 超音波センサ関数 */
int watch(){
    trig = 0;
    ThisThread::sleep_for(5);          // 5ms待つ
    trig = 1;
    ThisThread::sleep_for(15);          // 15ms待つ
    trig = 0;
    while(echo.read() == 0){
    }
    timer.start();                  // 距離計測タイマースタート
    while(echo.read() == 1){
    }
    timer.stop();                   // 距離計測タイマーストップ
    DT = timer.read_us()*0.01657;   // 距離計算
    if(DT > 400){                   // 検知範囲外なら400cmに設定
        DT = 400;
    }
    timer.reset();                  // 距離計測タイマーリセット
    return DT;
}

/* サーボ制御スレッド */
void watchsurrounding(){
    SC = watch();
    if(SC < limit){                 // 正面20cm以内に障害物がある場合
        run = STOP;                 // 停止
    }
    servo.pulsewidth_us(1925);      // サーボを左に40度回転
    ThisThread::sleep_for(250);     // 250ms待つ
    SLD = watch();
    if(SLD < limit){                // 左前20cm以内に障害物がある場合
        run = STOP;                 // 停止
    }
    servo.pulsewidth_us(2400);      // サーボを左に90度回転
    ThisThread::sleep_for(250);     // 250ms待つ
    SL = watch();
    if(SL < limit){                 // 左20cm以内に障害物がある場合
        run = STOP;                 // 停止
    }
    servo.pulsewidth_us(1450);
    ThisThread::sleep_for(100);     // 100ms待つ
    servo.pulsewidth_us(925);       // サーボを右に40度回転
    ThisThread::sleep_for(250);     // 250ms待つ
    SRD = watch();
    if(SRD < limit){                // 右前20cm以内に障害物がある場合
        run = STOP;                 // 停止
    }
    servo.pulsewidth_us(500);       // サーボを右に90度回転
    ThisThread::sleep_for(250);     // 250ms待つ
    SR = watch();
    if(SR < limit){                 // 右20cm以内に障害物がある場合
        run = STOP;                 // 停止
    }
    servo.pulsewidth_us(1450);      // サーボを中央位置に戻す
    ThisThread::sleep_for(100);     // 100ms待つ
    if(SC < limit || SLD < limit || SL < limit || SRD < limit || SR < limit){ // 20cm以内に障害物を検知した場合
        flag = 1;                   // フラグに1をセット
    }
}

/* 障害物回避走行 */
void avoidance(void const *argument){
    while(1){
        if(flag == 0){                      // 障害物がない場合
            run = ADVANCE;                  // 前進
        }
        else{                               // 障害物がある場合                   
            i = 0;
            if(SC < 15){                    // 正面15cm以内に障害物が現れた場合
                run = BACK;                 // 後退
                while(watch() < limit){     // 正面20cm以内に障害物がある間
                }
                run = STOP;                 // 停止                 
            }
            if(SC < limit && SLD < limit && SL < limit && SRD < limit && SR < limit){   // 全方向に障害物がある場合
                run = LEFT;                 // 左折                   
                while(i < 100){             // 進行方向確認
                    if(watch() > limit){    
                        i++;                
                    }
                    else{                   
                        i = 0;              
                    }
                }
                run = STOP;                 // 停止
            }
            else {                          // 全方向以外                          
                far = SC;                   // 正面を最も遠い距離に設定
                houkou = 1;                 // 進行方向を前に設定
                if(far < SLD || far < SL){  // 左または左前がより遠い場合
                    if(SL < SLD){           // 左前が左より遠い場合
                        far = SLD;          // 左前を最も遠い距離に設定
                    }
                    else{                   // 左が左前より遠い場合
                        far = SL;           // 左を最も遠い距離に設定
                    }
                    houkou = 2;             // 進行方向を左に設定
                }
                if(far < SRD || far < SR){  // 右または右前がより遠い場合
                    if(SR < SRD){           // 右前が右より遠い場合
                        far = SRD;          // 右前を最も遠い距離に設定
                    }
                    else{                   // 右が右前よりも遠い場合
                        far = SR;           // 右を最も遠い距離に設定
                    }
                    houkou = 3;             // 進行方向を右に設定
                }
                switch(houkou){                         // 進行方向の場合分け
                    case 1:                             // 前の場合
                        run = ADVANCE;                  // 前進
                        thread_sleep_for(100);          // 1秒待つ
                        break;
                    case 2:                             // 左の場合
                        run = LEFT;                     // 左折
                        while(i < 100){                 // 進行方向確認
                            if(watch() > (far - 2)){    
                                i++;
                            }
                            else{
                                i = 0;
                            }
                        }
                        run = STOP;                     // 停止
                        break;
                    case 3:                             // 右の場合
                        run = RIGHT;                    // 右折
                        while(i < 100){                 // 進行方向確認
                            if(watch() > (far - 2)){
                                i++;
                            }
                            else{
                                i = 0;
                            }
                        }
                        run = STOP;                     // 停止
                        break;
                }
            }
        }
        flag = 0;                   // フラグを0にセット
        watchsurrounding();
    }
}    

int main()
{
  Thread thread1(avoidance,NULL,osPriorityAboveNormal);
  while(true){
  }
}