Drone simulation logic: steps, models, structs TODO: data_rate, coverage, loss
This commit is contained in:
parent
a7d936fff6
commit
198830a424
@ -1,23 +1,81 @@
|
||||
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")
|
||||
}
|
||||
|
1
src/server/package/math/simulator/simulation_model.go
Normal file
1
src/server/package/math/simulator/simulation_model.go
Normal file
@ -0,0 +1 @@
|
||||
package simulator
|
177
src/server/package/math/simulator/simulator.go
Normal file
177
src/server/package/math/simulator/simulator.go
Normal file
@ -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))
|
||||
}
|
Loading…
Reference in New Issue
Block a user