Виртуальный полигон для дрона

# drone_graphics_app.jl — программа для визуализации движения авиационного аппарата
#
# Запуск:  engee.genie.start(joinpath(@__DIR__, "drone_graphics_app.jl"), open_url = true)
# Стоп:    engee.genie.stop(joinpath(@__DIR__, "drone_graphics_app.jl")); sleep(5)

using GenieFramework, Sockets
using Genie.Router

# Построчный лог каждого запроса отключён: /state опрашивается десятки раз
# в секунду и забивает log.txt строками "Info: GET /state 200".
Genie.config.log_requests = false

const GUI_IN_PORT = 5150          # порт, на который Engee шлёт пакеты
const APP_DIR     = @__DIR__

# ==================================================================
# Состояние аппарата: 13 Float64 + модельное время t (итого 14 Float64).
# Порядок = порядок портов блока «3D сцена» (авиационный: курс, крен, тангаж):
#   x, y, z, ψ (курс), γ (крен), θ (тангаж),
#   vx, vy, vz, dψ, dγ, dθ, state_id, t
# Это же порядок отдаёт GET /state и ожидает public/flight.js.
# ==================================================================
const NPKT = 14
const _pkt      = Ref(ntuple(_ -> 0.0, NPKT))
const _rx       = Ref(0)          # всего пакетов принято
const _bad      = Ref(0)          # пакетов отброшено (длина/разбор)
const _restarts = Ref(0)          # сколько раз перезапускали приём
const _last_rx  = Ref(0.0)        # time() последнего пакета
const _hz       = Ref(0.0)        # пакетов в секунду
const _hz_n     = Ref(0)          # счётчик _rx на прошлом замере
const _hz_t     = Ref(0.0)        # time() прошлого замера
const _prev_t   = Ref(0.0)        # модельное время предыдущего пакета
const _sock     = Ref{Any}(nothing)

# Кольцевой буфер последних пакетов: браузер добирает по /trace?since=rx то,
# что не успел забрать опросом /state (подвисания HTTP, паузы вкладки).
# Хватает ~1 минуты при 25 Гц и нескольких минут при 1 Гц.
const TRACE_MAX = 1200
const _trace = Vector{Any}()
const _trace_lock = ReentrantLock()

# ==================================================================
# UDP: ровно одна задача на сокет, без промежуточной очереди.
# ==================================================================
function _reader(sock::UDPSocket)
    @info "UDP reader: старт, порт $(GUI_IN_PORT)"
    while isopen(sock)
        data = try
            recv(sock)
        catch e
            isopen(sock) || break
            @warn "UDP reader: ошибка" exception = e
            sleep(0.1)
            continue
        end

        if length(data) != 8 * NPKT
            _bad[] += 1
            continue
        end

        try
            # пакет Engee (14×Float64, big-endian), порядок портов «3D сцены»:
            #   1 x   2 y   3 z   4 ψ   5 γ   6 θ
            #   7 vx  8 vy  9 vz  10 dψ  11 dγ  12 dθ  13 state_id  14 t
            # Такой же порядок ждут приёмник и страница — перестановок нет.
            f(k) = ntoh(reinterpret(Float64, data[8k-7:8k])[1])
            pkt = ntuple(f, NPKT)
            now = Base.time()
            _pkt[] = pkt
            _rx[] += 1
            _last_rx[] = now
            lock(_trace_lock) do
                # Перезапуск модели: модельное время пошло назад —
                # старая история больше не нужна.
                if pkt[14] < _prev_t[] - 0.5
                    empty!(_trace)
                end
                _prev_t[] = pkt[14]
                push!(_trace, (rx = _rx[], pkt = pkt, t = now))
                while length(_trace) > TRACE_MAX
                    popfirst!(_trace)
                end
            end
        catch e
            _bad[] += 1
        end
    end
    @info "UDP reader: остановлен"
end

function _stop_udp!()
    s = _sock[]
    s === nothing && return
    _sock[] = nothing
    try
        close(s)                  # reader выйдет из while isopen(sock)
    catch
    end
end

function _start_udp!()
    _stop_udp!()
    sock = UDPSocket()
    try
        bind(sock, ip"127.0.0.1", GUI_IN_PORT)
    catch e
        @error "UDP: bind $(GUI_IN_PORT)" exception = e
        return
    end
    _sock[] = sock
    @async _reader(sock)
end

# Частота приёма оценивается в _state_csv по приросту _rx за ~0.25 с.

# ==================================================================
# Строка пакета: 13 чисел состояния + rx, bad, hz, age_ms, restarts, t.
# Формат один и тот же у /state и /trace — клиент разбирает одинаково.
# ==================================================================
function _fmt_packet(p, rx, age)
    # Позиции — 4 знака (шаг между пакетами ~1e-2 м), углы и скорости — 5:
    # меньшая точность даёт заметный шум производной на клиенте.
    r4(x) = string(round(x, digits = 4))
    r5(x) = string(round(x, digits = 5))
    return join((
        r4(p[1]), r4(p[2]), r4(p[3]),
        r5(p[4]), r5(p[5]), r5(p[6]),
        r4(p[7]), r4(p[8]), r4(p[9]),
        r5(p[10]), r5(p[11]), r5(p[12]),
        string(round(p[13], digits = 0)),
        rx, _bad[], string(round(_hz[], digits = 1)), age, _restarts[],
        string(round(p[14], digits = 6)),
    ), ",")
end

# ==================================================================
# GET /state — единственный канал «свежих» данных в браузер
# ==================================================================
function _state_csv()
    age = _last_rx[] > 0 ? round(Int, (Base.time() - _last_rx[]) * 1000) : -1

    # пакетов в секунду: приращение счётчика за прошедшее время
    tnow = Base.time()
    if _hz_t[] == 0.0
        _hz_n[] = _rx[]
        _hz_t[] = tnow
    elseif tnow - _hz_t[] >= 0.25
        _hz[] = (_rx[] - _hz_n[]) / (tnow - _hz_t[])
        _hz_n[] = _rx[]
        _hz_t[] = tnow
    end
    return _fmt_packet(_pkt[], _rx[], age)
end

# ==================================================================
# GET /trace?since=<rx> — все пакеты новее since, по строке на пакет.
# Нужен, чтобы добрать пропуски, пока браузер не опрашивал /state.
# ==================================================================
function _trace_csv(since::Int)
    io = IOBuffer()
    tnow = Base.time()
    lock(_trace_lock) do
        for e in _trace
            e.rx > since || continue
            age = round(Int, (tnow - e.t) * 1000)
            println(io, _fmt_packet(e.pkt, e.rx, age))
        end
    end
    return String(take!(io))
end

route("/state") do
    _state_csv()
end

route("/trace") do
    since = 0
    try
        q = params()
        since = parse(Int, string(get(q, "since", get(q, :since, 0))))
    catch
        since = 0
    end
    _trace_csv(since)
end


route("/reset", method = POST) do
    _restarts[] += 1
    @info "HTTP POST /reset"
    _start_udp!()
    "ok"
end

# ==================================================================
# Страница и статика
# ==================================================================
@app begin
    @out alive = 0        # Stipple-модель нужна только для отдачи страницы
end

const BTN = "font-size:14px;padding:6px 12px;color:#fff;border:none;" *
            "border-radius:4px;cursor:pointer;margin-right:6px;"

function ui()
    [
        Html.div(
            Html.pre("⚪ WAITING", id = "hud",
                style = "font-family:'DejaVu Sans Mono',monospace;font-size:14px;" *
                        "background:#111;color:#7cf;padding:6px 10px;border-radius:4px;" *
                        "margin:4px 0;white-space:pre;"),
            style = "width:100%;text-align:center;"),

        Html.div([
            Html.button("⟳ Camera",
                onclick = "window.__toggleCam && window.__toggleCam();",
                style = BTN * "background:#2a7;"),
            Html.button("⟲ Reset UI",
                onclick = "window.location.reload();",
                style = BTN * "background:#d33;"),
            Html.button("⟲ Reset UDP",
                onclick = "fetch('reset',{method:'POST'}).then(r=>r.text())" *
                          ".then(t=>console.log('reset:',t));",
                style = BTN * "background:#37a;"),
        ], style = "text-align:center;margin:8px 0;"),

        Html.canvas(id = "flightCanvas", width = "900", height = "600",
            style = "display:block;margin:12px auto;background:#1a1a2e;border:1px solid #444;"),

        Html.script(src = "flight.js"),
    ]
end

@page("/", ui)

_start_udp!()