Drone simulation logic: steps, models, structs TODO: data_rate, coverage, loss

src/server/cmd/main.go

@@ -1,22 +1,80 @@
 package main
 
 import (
-	"moxitech/dns/internal/database"
-	"moxitech/dns/internal/server"
+	// "moxitech/dns/internal/database"
+	// "moxitech/dns/internal/server"
+	"moxitech/dns/package/math/simulator"
 	"os"
 )
 
+// var wg sync.WaitGroup = sync.WaitGroup{}
+
 func main() {
-	D_EXPORT_VARS()
-	err := database.NewDBConnection()
-	if err != nil {
-		panic(err)
+	// Пример карты высот, замените на настоящие данные
+	heightData := [][]float64{
+		{0, 10, 15, 20},
+		{5, 15, 25, 30},
+		{10, 20, 35, 40},
+		{15, 25, 40, 50},
 	}
-	err = server.SpawnServer()
-	if err != nil {
-		panic(err)
+
+	// Определяем карту высот
+	mapObj := &simulator.Map{
+		Name:       "Example Map",
+		MinBound:   [3]float64{-1000, -1000, 0},
+		MaxBound:   [3]float64{1000, 1000, 500},
+		HeightData: heightData,
 	}
+	// Определяем дронов
+	drones := []*simulator.Drone{
+		{
+			ID:     1,
+			Name:   "Drone 1",
+			Coords: [3]float64{100, 100, 50},
+			Params: simulator.DroneParams{
+				AntennaRadius:    500,
+				AntennaDirection: [3]float64{1, 0, 0},
+				Waypoints:        [][3]float64{{200, 200, 50}},
+				Speed:            10,
+				MeshName:         "MeshA",
+			},
+		},
 	}
+	// Определяем базовые станции
+	baseStations := []*simulator.BaseStation{
+		{
+			ID:     1,
+			Name:   "BaseStation1",
+			Coords: [3]float64{0, 0, 0},
+			Params: simulator.BaseStationParams{
+				AntennaRadius:    2000,
+				AntennaDirection: [3]float64{1, 0, 0},
+			},
+		},
+	}
+	// Создаем симуляцию
+	sim := &simulator.NetworkSimulation{
+		Map:          mapObj,
+		Drones:       drones,
+		BaseStations: baseStations,
+		TimeStep:     5,
+	}
+	// Запуск симуляции на 30 секунд
+	sim.Simulate(300)
+
+}
+
+// func main() {
+// 	D_EXPORT_VARS()
+// 	err := database.NewDBConnection()
+// 	if err != nil {
+// 		panic(err)
+// 	}
+// 	err = server.SpawnServer()
+// 	if err != nil {
+// 		panic(err)
+// 	}
+// }
 
 func D_EXPORT_VARS() {
 	os.Setenv("SERVER_BASE_ADDRESS", "0.0.0.0:8080")

src/server/package/math/simulator/simulation_model.go

@@ -0,0 +1 @@
+package simulator

src/server/package/math/simulator/simulator.go

@@ -0,0 +1,177 @@
+package simulator
+
+import (
+	"math"
+	"sync"
+)
+
+type Map struct {
+	Name       string
+	MinBound   [3]float64
+	MaxBound   [3]float64
+	HeightData [][]float64 // Двумерный массив с высотами карты
+}
+
+type DroneParams struct {
+	AntennaRadius    float64
+	AntennaDirection [3]float64
+	Waypoints        [][3]float64
+	Speed            float64
+	MeshName         string
+}
+
+type Drone struct {
+	ID            int
+	Name          string
+	Coords        [3]float64
+	CurrentCoords [3]float64
+	Params        DroneParams
+}
+
+type BaseStationParams struct {
+	AntennaRadius    float64
+	AntennaDirection [3]float64
+}
+
+type BaseStation struct {
+	ID     int
+	Name   string
+	Coords [3]float64
+	Params BaseStationParams
+}
+
+type NetworkSimulation struct {
+	Map          *Map
+	Drones       []*Drone
+	BaseStations []*BaseStation
+	TimeStep     int
+}
+
+// Simulate запускает симуляцию с параллельной обработкой дронов
+func (sim *NetworkSimulation) Simulate(totalTime int) {
+	var wg sync.WaitGroup
+	times := totalTime / sim.TimeStep
+
+	for t := 0; t < times; t++ {
+		wg.Add(len(sim.Drones))
+
+		// Параллельная обработка каждого дрона
+		for _, drone := range sim.Drones {
+			go func(d *Drone) {
+				defer wg.Done()
+
+				// Перемещение дрона
+				d.Move(sim.TimeStep)
+
+				// Проверка соединения с базовой станцией
+				if !IsDroneInNetwork(d, sim.BaseStations, sim.Map) {
+					// Если дрон имеет mesh-сеть, ищем другой дрон для ретрансляции
+					closestDrone := FindClosestDroneToBaseStation(d, sim.Drones, sim.BaseStations[0], sim.Map)
+					if closestDrone != nil {
+						// Дрон может передавать данные через другой дрон
+						// Можно добавить логику для регистрации передачи данных
+					}
+				}
+			}(drone)
+		}
+
+		wg.Wait() // Ожидание завершения всех горутин
+	}
+}
+
+// IsInLOS проверяет, находится ли дрон в зоне прямой видимости с базовой станцией
+func IsInLOS(drone *Drone, baseStation *BaseStation, mapObj *Map) bool {
+	return CheckLineOfSight(drone.CurrentCoords, baseStation.Coords, mapObj)
+}
+
+// CheckLineOfSight проверяет прямую видимость между двумя точками с учетом рельефа карты
+func CheckLineOfSight(from, to [3]float64, mapObj *Map) bool {
+	steps := 100 // Количество шагов для дискретизации
+	dx := (to[0] - from[0]) / float64(steps)
+	dy := (to[1] - from[1]) / float64(steps)
+	dz := (to[2] - from[2]) / float64(steps)
+
+	for i := 0; i <= steps; i++ {
+		x := from[0] + float64(i)*dx
+		y := from[1] + float64(i)*dy
+		z := from[2] + float64(i)*dz
+
+		if z <= GetHeightAt(mapObj, x, y) {
+			return false
+		}
+	}
+	return true
+}
+
+// GetHeightAt возвращает высоту рельефа на карте для данной координаты
+func GetHeightAt(mapObj *Map, x, y float64) float64 {
+	// Предположим, что высота карты представлена как двумерный массив
+	// x, y должны быть приведены к индексам этого массива
+	if x < mapObj.MinBound[0] || x > mapObj.MaxBound[0] || y < mapObj.MinBound[1] || y > mapObj.MaxBound[1] {
+		return mapObj.MinBound[2] // Если за пределами карты, возвращаем минимальную высоту
+	}
+
+	// Преобразуем координаты в индексы
+	xIndex := int((x - mapObj.MinBound[0]) / (mapObj.MaxBound[0] - mapObj.MinBound[0]) * float64(len(mapObj.HeightData[0])))
+	yIndex := int((y - mapObj.MinBound[1]) / (mapObj.MaxBound[1] - mapObj.MinBound[1]) * float64(len(mapObj.HeightData)))
+
+	// Возвращаем соответствующую высоту
+	return mapObj.HeightData[yIndex][xIndex]
+}
+
+// IsDroneInNetwork проверяет, может ли дрон подключиться к базовой станции
+func IsDroneInNetwork(drone *Drone, baseStations []*BaseStation, mapObj *Map) bool {
+	for _, base := range baseStations {
+		if IsInLOS(drone, base, mapObj) && euclideanDistance(drone.CurrentCoords, base.Coords) <= base.Params.AntennaRadius {
+			return true
+		}
+	}
+	return false
+}
+
+// Move перемещает дрон по точкам следования
+func (d *Drone) Move(timeStep int) {
+	if len(d.Params.Waypoints) > 0 {
+		target := d.Params.Waypoints[0]
+		direction := [3]float64{
+			target[0] - d.CurrentCoords[0],
+			target[1] - d.CurrentCoords[1],
+			target[2] - d.CurrentCoords[2],
+		}
+
+		distance := math.Sqrt(direction[0]*direction[0] + direction[1]*direction[1] + direction[2]*direction[2])
+		moveDistance := d.Params.Speed * float64(timeStep)
+
+		// Обновляем координаты
+		for i := 0; i < 3; i++ {
+			d.CurrentCoords[i] += direction[i] / distance * moveDistance
+		}
+	}
+}
+
+// FindClosestDroneToBaseStation находит ближайший дрон к базовой станции в mesh-сети
+func FindClosestDroneToBaseStation(drone *Drone, allDrones []*Drone, baseStation *BaseStation, mapObj *Map) *Drone {
+	var closestDrone *Drone
+	minDistance := math.MaxFloat64
+
+	for _, otherDrone := range allDrones {
+		if otherDrone.ID == drone.ID || otherDrone.Params.MeshName != drone.Params.MeshName {
+			continue
+		}
+
+		if IsInLOS(otherDrone, baseStation, mapObj) {
+			distance := euclideanDistance(otherDrone.CurrentCoords, baseStation.Coords)
+			if distance < minDistance {
+				minDistance = distance
+				closestDrone = otherDrone
+			}
+		}
+	}
+
+	return closestDrone
+}
+
+// euclideanDistance рассчитывает евклидово расстояние между двумя точками
+func euclideanDistance(p1, p2 [3]float64) float64 {
+	return math.Sqrt(math.Pow(p2[0]-p1[0], 2) + math.Pow(p2[1]-p1[1], 2) + math.Pow(p2[2]-p1[2], 2))
+}