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//NHK2019MR2 馬型機構プログラム.
#include "mbed.h"
#include "pinnames.h"
#include "KondoServo.h"
//#define DEBUG_ON//デバッグ用。使わないときはコメントアウト
#include "debug.h"
#include "pi.h"
#include "can.h"
#include "OneLeg.h" ///足先の座標を保存するクラス。x,yやサーボの角度の保存、サーボの駆動も行う。他の足を考慮した処理は別のクラスに任せる。
#include "Walk.h"   //歩き方に関するファイル
#define USE_CAN//can通信するならdefine.しないなら切らないとエラー出る

////////////調整すべきパラメータ.全てここに集めた。
const float kCycleTime_s = 0.03f;              //計算周期
const float kBetweenServoHalf_m = 0.03f * 0.5; //サーボ間の距離の半分
const float kLegLength1 = 0.1f;
const float kLegLength2 = 0.2452f+0.0025f;//0.22529+0.0025
//サーボの設定
const int kServoSpan_ms = 10; //サーボの送信間隔
const double kServoValToDegree = 270.0 / (11500 - 3500);
//サーボの正負と座標系の正負の補正.足で一セット。
const int kServoSign[2][2] = {{
                                  1,
                                  -1,
                              },
                              {
                                  -1,
                                  1,
                              }}; 
//欲しい座標系0度でのサーボのICSマネージャーの値
const double kOriginDegree[2][2] = {
    {
        (7199 - 3500) * kServoValToDegree,
        (6600 - 3500) * kServoValToDegree + 180,
    },
    {
        (7523 - 3500) * kServoValToDegree ,
        (6657 - 3500) * kServoValToDegree-180,//180度の時6657シータ負の方向に動かすと値は減る
    },
};
///////////////
Timer timer;
KondoServo servo[2] = {
    KondoServo(pin_serial_servo_tx[0], pin_serial_servo_rx[0]),
    KondoServo(pin_serial_servo_tx[1], pin_serial_servo_rx[1]),
};
//足の作成、サイズデータのみの足の骨組
OneLeg leg[4] = {
    OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
    OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
    OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
    OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
};
DigitalOut led[4] = {DigitalOut(LED1),DigitalOut(LED2),DigitalOut(LED3),DigitalOut(LED4)};

const float kRadToDegree = 180.0 / M_PI;
void Move(Walk WalkWay, OneLeg (&leg)[4], float dist_m);
void MoveServo(OneLeg leg, int legnum, int servo_id);

int IsArrived(int count, int finish){
    if(count > finish)
        return 1;
    else
        return 0;
}

int main()
{
    printf("When you push any key, this robot starts.\r\n");
    while (pc.readable() == 0) //キーボード押したらスタート
        ;
    printf("stand up. 1 sec stand\r\n");
    
    //stand時の足の軌道設定
    Orbit stand_orbits[4];
    Orbit temp_orbit(ELLIPSE);
    float stand_stridetime_s = 1, stand_risetime_s = 0, stand_stride_m = 0, stand_height_m = 0.05f, stand_ground_m = 0.25f;
    temp_orbit.SetStraightParam(stand_stridetime_s, stand_risetime_s, stand_stride_m, stand_height_m, stand_ground_m);
    for (int i = 0; i < 4; i++)
        stand_orbits[i] = temp_orbit;
    
    //4足の位相ずれOffsetTime_sをまとめる
    float stand_offset_time_s[4] = {
        0,
        stand_orbits[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
        stand_orbits[0].GetOneWalkTime() * 0,
        stand_orbits[0].GetOneWalkTime() * 0.5,};
    //4つの足のorbit, 位相を代入してstraightという歩行パターンを作成している
    //このインスタンスはlegそれぞれの計算を行う役割を担う
    //orbitはここでしか使わないあくまで鍵のような扱い
    Walk stand(stand_orbits, stand_offset_time_s, kCycleTime_s);
    //収束判定用関数。現在は回すループの数
    float dist_m = 10;
    //Walkの指示通りに動作
    Move(stand, leg, dist_m);
    
    wait(1);
     DEBUG("move start\r\n");
    //各足の軌道の設定.今回は全部同じにすることで直線を描く。
    //直進したパラメータstridetime_s = 0.5, risetime_s = 0.3, stride_m = 0.12f, height_m = 0.03f, ground_m = 0.16f;
    float stridetime_s = 3, risetime_s = 0.3, stride_m = 0.10f, height_m = 0.1f, ground_m = stand_ground_m;
    //軌道の作成
    //代入用の軌道SetStraightParam関数を用いると真っ直ぐ進む前提となる
    temp_orbit.SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_m, height_m, ground_m);
    Orbit straightOrbit[4];
    straightOrbit[1] = temp_orbit;
    straightOrbit[3]= temp_orbit;
    //stride_m = 0.075f;
    float offset_x_m = 0.1;
    temp_orbit.SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_m, height_m, ground_m, offset_x_m);
    straightOrbit[0] = temp_orbit;
    straightOrbit[2]= temp_orbit;
    
    //4足の軌道と位相ずれOffsetTime_sをまとめる
    float offset_time_s[4] = {
        0,
        straightOrbit[0].GetOneWalkTime() * 0.25,
        straightOrbit[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
        straightOrbit[0].GetOneWalkTime() * 0.75,
    };
    //4つの足のorbit, 位相を代入してstraightという歩行パターンを作成している
    //このインスタンスはlegそれぞれの計算を行う役割を担う
    //orbitはここでしか使わないあくまで鍵のような扱い
    Walk straight2(straightOrbit, offset_time_s, kCycleTime_s);
    //実際にWalkの指示通りに動かす
    dist_m = 500;
    Move(straight2, leg, dist_m);
    DEBUG("program end\r\n");
}

//到達判定が来ない間同じ歩行方法でループ
void Move(Walk WalkWay, OneLeg (&leg)[4], float dist_m)
{
    timer.reset();
    timer.start();
    int is_arrived = 0;
    int count = 0;
    while (is_arrived == 0)
    {
        float time_s = timer.read();
        //注:未実装。到着したかの判定.LRFからのデータが必要？
        is_arrived = IsArrived(count, (int)dist_m);
        ++count;
        //4本の足それぞれの足先サーボ角度更新
        WalkWay.Cal4LegsPosi(leg);
        #ifdef USE_CAN
        //slave_mbed分の足の目標位置を送信
        SendRad(leg[2],leg[3]);
        #endif
        //自身が動かす足のサーボを動かす
        MoveServo(leg[0], 0, 0);
        MoveServo(leg[1], 1, 0);
        wait_ms(kServoSpan_ms);
        MoveServo(leg[0], 0, 1);
        MoveServo(leg[1], 1, 1);
        DEBUG("%f, %f, %f, %f\r\n",leg[2].GetRad(0),leg[2].GetRad(1),leg[3].GetRad(0),leg[3].GetRad(1));
        //計算周期がWalkWay.cycletime_s_になるようwait
        float rest_time_s = WalkWay.cycletime_s_ - (timer.read() - time_s);
        if (rest_time_s > 0)
            wait(rest_time_s);
        else {//計算周期が達成できないときはDEBUGで知らせるだけ。動きはする。
            printf("error: rest_time_s = %f in Move()\r\n", rest_time_s);
            led[0] = 1;
        }
    }
}

void MoveServo(OneLeg leg, int serial_num, int servo_id)
{
    float degree = leg.GetRad(servo_id) * kRadToDegree;
    //サーボの座標系に変更
    float servo_degree = kServoSign[serial_num][servo_id] * degree + kOriginDegree[serial_num][servo_id];
    DEBUG("servo_degree[%d][%d],%f\r\n",serial_num,servo_id,servo_degree);
    servo[serial_num].set_degree(servo_id, servo_degree);
}