-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
Expand file tree
/
Copy pathrov_agent.py
More file actions
2130 lines (1780 loc) · 81.8 KB
/
Copy pathrov_agent.py
File metadata and controls
2130 lines (1780 loc) · 81.8 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
import os
import socket
import json
import time
import threading
import math
from pymavlink import mavutil
from rov_axes import (
AXIS_NEUTRAL,
AXIS_RANGE,
axes_to_manual_control,
clamp_axis,
resolve_manual_packet,
)
from rov_modes import (
is_poshold_request,
poshold_mode_ok,
resolve_pilot_mode,
)
from rov_heading import heading_bias, operator_holding_yaw
from rov_motor_test import validate_motor_test
from rov_params import (
coerce_param_value,
decode_param_id,
normalize_param_name,
param_matches,
param_type_name,
)
from rov_mavlink import RateLimiter, sanitize_fields, stream_still_wanted
from rov_pid import (
resolve_pid_writes,
valid_pool_depth,
)
from attitude_filter import AttitudeFilter
from gripper_controller import GripperController
# =========================
# Konfigurasi jaringan
# =========================
# Default di bawah ini adalah topologi tether standar (lihat connect_raspi.md).
# Bisa ditimpa lewat environment variable — lihat .env.example.
LAPTOP_IP = os.environ.get("LAPTOP_IP", "192.168.2.1") # IP laptop / ground station
UDP_TELEM_PORT = int(os.environ.get("UDP_IN", "14551")) # telemetry ke laptop (sesuai server.js)
UDP_CMD_PORT = int(os.environ.get("UDP_OUT", "14550")) # command dari laptop ke Pi
# Jembatan QGroundControl: semua MAVLink dari Pixhawk diteruskan ke QGC, dan
# perintah dari QGC diteruskan balik ke Pixhawk. Terpisah dari port telemetri
# dashboard (14551) supaya keduanya bisa hidup bersamaan.
#
# Kode ini SEMPAT hanya ada di salinan Pi dan hilang saat deploy 19 Agu 2026 —
# dimasukkan ke git supaya tidak terulang.
QGC_IP = os.environ.get("QGC_IP", "192.168.2.1")
QGC_PORT = int(os.environ.get("QGC_PORT", "14561")) # MAVLink Pi -> QGC
QGC_IN_PORT = int(os.environ.get("QGC_IN_PORT", "14560")) # MAVLink QGC -> Pi
# =========================
# Konfigurasi Pixhawk
# =========================
PIXHAWK_PORT = os.environ.get("PIXHAWK_PORT", "/dev/ttyACM0")
PIXHAWK_BAUD = int(os.environ.get("PIXHAWK_BAUD", "115200"))
# Tidak ada satu pun pesan MAVLink selama ini -> link dianggap mati dan
# disambungkan ulang (USB lepas / Pixhawk re-enumerate).
LINK_TIMEOUT = 3.0
thruster_gain = 1.0
# =========================
# Socket UDP
# =========================
telem_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
cmd_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
cmd_sock.bind(("0.0.0.0", UDP_CMD_PORT))
cmd_sock.settimeout(0.2)
qgc_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
qgc_addr = (QGC_IP, QGC_PORT)
def forward_mavlink_to_qgc(msg):
"""Teruskan satu pesan MAVLink mentah ke QGC. Kegagalan TIDAK boleh
menghentikan loop RX: QGC cuma pemantau, wahana harus tetap jalan tanpanya."""
try:
data = msg.get_msgbuf()
if data:
qgc_sock.sendto(data, qgc_addr)
except Exception as e:
print(f"[QGC] MAVLink forward error: {e}")
def qgc_command_receiver():
"""Terima MAVLink dari QGC lalu teruskan apa adanya ke Pixhawk.
Sengaja tanpa filter: QGC dipakai untuk kalibrasi/param/uji motor, dan
memilah pesan mana yang boleh lewat berarti memelihara daftar putih yang
pasti ketinggalan. Konsekuensinya QGC punya otoritas penuh atas wahana —
perlakukan seperti GCS kedua, bukan alat pantau pasif.
"""
qgc_in = mavutil.mavlink_connection(f"udpin:0.0.0.0:{QGC_IN_PORT}")
print(f"[QGC] Listening MAVLink commands on UDP :{QGC_IN_PORT}")
while True:
try:
msg = qgc_in.recv_match(blocking=True, timeout=1)
if msg is None:
continue
if msg.get_type() == "MANUAL_CONTROL":
print(
f"[QGC RX] MANUAL_CONTROL "
f"x={msg.x} y={msg.y} z={msg.z} r={msg.r}"
)
else:
print(f"[QGC RX] {msg.get_type()}")
if master is None:
continue
with master_lock:
master.mav.send(msg)
except Exception as e:
print(f"[QGC] command receive error: {e}")
time.sleep(1)
# =========================
# Status telemetry lokal
# =========================
state = {
"heading": 0.0,
"depth": 0.0, # sementara 0 dulu, nanti kita isi dari sensor depth
"roll": 0.0,
"pitch": 0.0,
"temp": 0.0, # sementara 0 dulu, nanti bisa dari sensor suhu
"voltage": 0.0,
"armed": False,
"light": False,
"mode": "manual",
# Gate otoritas GUI ("manual"|"autonomous"). SENGAJA kunci sendiri, BUKAN
# "mode" di atas — yang itu pilot mode ArduSub dari HEARTBEAT. Pernah
# ditimpa di send_telemetry() dan itu mematikan seluruh gerbang depth-hold.
"control_mode": "manual",
# "ok" selama axis dari GUI masih mengalir, "stale" saat fail-safe idle
# aktif dan Pi mengirim netral sendiri. Sengaja BUKAN "link": sisi browser
# sudah punya penanda sendiri untuk arah sebaliknya (telemetry tidak sampai
# ke GUI); yang ini menandai perintah tidak sampai ke Pi.
"cmd_link": "ok",
# Untuk tuning PID depth-hold (halaman Telemetry, ekspor CSV): rata-rata
# PWM T3/T4/T5 dari SERVO_OUTPUT_RAW, dan P/I/D dari PID_TUNING (axis
# ACCZ). Tetap 0 kalau FC tidak mengirim pesan itu (mis. PID_TUNING_MASK
# belum diset) — bukan error, hanya kolom kosong di CSV.
"thruster_vertical_pwm": 0,
# PWM per-thruster horizontal, TIDAK dirata-rata: T6 adalah satu-satunya
# thruster lateral, dan di frame BlueROV1 ArduSub ikut memakainya untuk ROLL
# (faktor roll -0,25, lihat CONTROL-MAPPING.md). Jadi koreksi roll bocor
# keluar sebagai gaya menyamping, dan T6 sendirian adalah satu-satunya
# pengukuran yang memisahkan "FC memerintahkan dorongan lateral" dari
# "air/tether mendorong lambung". Merata-ratakannya dengan T1/T2 akan
# menghapus persis angka yang dicari.
"thruster_lateral_pwm": 0,
"thruster_surge_pwm": [0, 0],
"pid_p_out": 0.0,
"pid_i_out": 0.0,
"pid_d_out": 0.0,
# Sama seperti di atas tapi axis ROLL/PITCH — lihat handler PID_TUNING.
# Butuh GCS_PID_MASK menyalakan bit roll/pitch di FC (bukan cuma ACCZ).
"pid_roll_p_out": 0.0,
"pid_roll_i_out": 0.0,
"pid_roll_d_out": 0.0,
"pid_pitch_p_out": 0.0,
"pid_pitch_i_out": 0.0,
"pid_pitch_d_out": 0.0,
# Posisi lokal dari EKF ArduSub (LOCAL_POSITION_NED, meter, utara/timur+).
# None selama pesan itu belum pernah diterima, supaya frontend bisa
# membedakan "belum ada data" dari "posisi 0,0" dan jatuh ke fallback.
"pos_n": None,
"pos_e": None,
"mission_counter": {"m2_fails": 0, "m2_score": 15, "m3_fails": 0, "m3_score": 15},
}
master = None
gripper = None
# Melindungi SEMUA akses I/O ke `master` (send & recv) — port serial dipakai
# bersama oleh reader thread (main) dan beberapa sender thread (joystick,
# gripper, rotate, command_listener). Tanpa lock ini, dua thread bisa
# menulis ke fd yang sama bersamaan dan merusak frame MAVLink di tengah
# jalan, yang berujung pada drop_link() / mode tidak terkonfirmasi.
master_lock = threading.Lock()
# Gate otoritas dari GUI: "manual" | "autonomous". Sengaja BERBEDA dari pilot
# mode ArduSub di bawah — yang ini menentukan siapa yang boleh memerintah,
# bukan hukum kendali apa yang dipakai wahana.
current_control_mode = "manual"
# Mission5 FSM (misi 5 autonomous). Dibuat saat pertama kali dibutuhkan di
# connect_pixhawk(), dinyalakan/dimatikan oleh toggle control_mode di
# command_listener. None berarti belum di-setup (mis. import autonomy gagal)
# — kontrol manual tetap jalan penuh, lihat rov_mission5_bridge.Mission5Runner.
mission5_runner = None
# Axis yang sedang diperintahkan FSM (skala GUI -1000..1000). Terpisah dari
# `joystick` (axis operator) supaya keduanya tidak pernah saling menimpa: yang
# menentukan mana yang dipakai adalah current_control_mode di joystick_sender.
fsm_axes = {"surge": 0, "sway": 0, "heave": 0, "yaw": 0}
fsm_axes_lock = threading.Lock()
# Complementary filter + EMA untuk roll/pitch/yaw dari ATTITUDE (lihat
# attitude_filter.py). Meredam jitter sensor tanpa menambah lag berarti.
attitude_filter = AttitudeFilter()
prev_attitude_ts = None
joystick = {
"surge": 0,
"sway": 0,
"heave": 0,
"yaw": 0,
}
# Kill-switch autonomy: axis operator di atas ambang ini saat mode autonomous
# membatalkan FSM dan mengembalikan kendali manual. Skalanya SAMA dengan axis
# GUI, -1000..1000 — jadi 15 ≈ 1,5% skala penuh, BUKAN 15%. Yang menyaring
# drift stik bukan angka ini, melainkan deadzone sisi-GUI (0.12) — efek
# gabungannya: kill-switch menyala di ~20% defleksi stik fisik. Sengaja sama
# persis dengan KILL_SWITCH_DEADZONE di autonomy/rov_link.py.
KILL_SWITCH_DEADZONE = 15
# Tanda gantungan (command `mark_hook`): heading & depth SAAT operator menekan
# MARK, yaitu tepat ketika payload tergantung di hook pada misi 3. Dipakai
# Mission5FSM.M5_REDIVE untuk kembali ke sana saat misi 5 autonomous — wahana
# ini tidak punya GPS/DVL/optical flow, jadi heading+depth adalah satu-satunya
# "posisi" yang bisa direkam. None = belum pernah di-MARK, dibedakan tegas
# dari 0.0 (heading 0°=utara adalah nilai sah). Sengaja HANYA di memori: hilang
# saat rov-agent.service restart, satu run lomba 10 menit.
marked_heading = None
marked_depth = None
# Hitungan trial gagal Misi 2 (grab) & Misi 3 (hang), command `mission_counter`.
# Skor 15/10/5 per Guidebook KKI 2026 §4.7.4 ditentukan dari jumlah trial —
# ROV tak punya sensor grip-force, jadi gagal/sukses dilihat & ditandai pilot
# dari kamera secara langsung. Sengaja HANYA di memori, sama seperti marked_*.
mission_counter_fails = {"m2": 0, "m3": 0}
def _tier_score(fails: int) -> int:
"""Skor trial per Guidebook §4.7.4: trial 1=15, trial 2=10, trial >2=5."""
trial = fails + 1
return 15 if trial == 1 else 10 if trial == 2 else 5
# =========================
# Depth Hold
# =========================
depth_hold_enabled = False
# Target depth absolut dari GUI. Tidak mengubah jalur joystick normal.
depth_target = None
depth_target_active = False
# Supervisory bias hanya untuk z; ALT_HOLD ArduSub tetap controller utama.
DEPTH_TARGET_TRANSITION = 0.08
DEPTH_TARGET_DEADBAND = 0.02
DEPTH_TARGET_KP = 270.0
# Minimum vertical correction saat error masih di luar deadband.
# Nilai awal tuning untuk mengatasi area dekat-neutral/deadzone.
DEPTH_TARGET_MIN_BIAS = 125
DEPTH_TARGET_MAX_BIAS = 400
depth_offset = 0.0
_raw_depth = 0.0
depth_lock = threading.Lock()
_DEPTH_CMD_RATE_HZ = 2.0
_depth_cmd_rate = RateLimiter(_DEPTH_CMD_RATE_HZ)
# Offset tare permukaan (meter), diset lewat command `set_surface`. state["depth"]
# dihitung sebagai `_raw_depth - depth_offset` (lihat handler AHRS2) supaya
# depth 0 operator = permukaan sungguhan, bukan origin baro/EKF mentah yang
# menghitung error dari depth mentah sementara GUI menampilkan angka yang sudah
# ditare secara kosmetik — bias yang dikirim ke thruster bisa jauh dari nol
# padahal GUI terlihat "Depth = 0.00 m, aman".
depth_offset = 0.0
# Depth mentah (belum ditare) dari AHRS2 terakhir, diisi di handler AHRS2.
# Dipakai saat command `set_surface` datang: offset yang disimpan harus nilai
# mentah SAAT ITU, bukan state["depth"] yang sudah ditare sebelumnya.
_raw_depth = 0.0
depth_lock = threading.Lock()
# Buffer sampel kedalaman untuk smoothing saat SET. Baro bergetar ±0.02–0.05 m,
# dan SET yang merekam satu sampel bisa meleset. Rata-rata 1 detik membersihkan
# noise itu. Diisi setiap kali AHRS2 datang, dibaca + direset saat SET ditekan.
# Ringkas: sampel di sini hanya 10 poin terakhir (0.1 s @ 10 Hz), cukup untuk
# smoothing. Buffer penuh 1 detik tidak perlu — depth hold bisa mulai bekerja
# segera sesudah SET.
# _DEPTH_SAMPLE_BUFFER_SIZE = 10 # 0.1 s @ 10 Hz
# State histeresis untuk depth_hold_bias(). Diperbarui tiap kali bias dihitung.
# Perlu memisahkan "bias sedang mengalir?" dari "bias boleh mengalir untuk error
# ini?" supaya histeresis bekerja.
# EMA depth untuk estimasi laju (rate) — dipakai meredam bias saat vehicle
# Alpha lebih rendah dari smooth_depth() (0,5-0,7): turunan memperkuat noise
# baro lebih dari posisi mentah, meniru pola AttitudeFilter (attitude_filter.py).
# _DEPTH_RATE_ALPHA = 0.3
# Throttle log diagnostik depth-hold ke 1 Hz — sama seperti _last_telem_log.
# Ditambahkan setelah trial 15 Agu 2026 menunjukkan bias TERHITUNG besar
# (z~660) tapi PWM thruster vertikal nyaris tidak bergerak saat surge/yaw
# aktif bersamaan. Log ini menjawab langsung: apakah z yang dihitung memang
# "depth-hold tidak respons" cuma bisa direkonstruksi manual dari state SEND.
# _last_depth_diag = 0.0
# manual_control_send() gagal di 20 Hz -> tanpa throttle satu link serial
# yang goyah bisa membanjiri GUI dengan event beruntun. 1 Hz cukup untuk
# operator tahu ada masalah tanpa firehose.
_joy_send_err_rate = RateLimiter(1.0)
# Kedalaman kolam uji (meter), dikirim GUI lewat command `pool_depth`.
# merekam pembacaan baro yang meleset dan menekan ROV ke dasar tanpa henti.
pool_depth = None
# Mode yang TERAKHIR DIMINTA lewat set_mode. state["mode"] hanya ter-update saat
# mode akan diam saja selama satu-dua tick pertama.
requested_mode = None
# Kapan requested_mode di-set (time.time()). Kalau FC MENOLAK perpindahan mode
# (pre-arm check gagal, EKF belum siap, dsb.) HEARTBEAT tidak pernah membawa
# state["mode"] == requested_mode, jadi tanpa batas waktu requested_mode akan
# sebenarnya masih di mode lama. REQUESTED_MODE_TIMEOUT membatasi jendela
# percaya-optimistis ini; sesudahnya depth_hold_mode_ok() jatuh balik ke
# state["mode"] yang benar-benar terkonfirmasi.
requested_mode_ts = 0.0
REQUESTED_MODE_TIMEOUT = 3.0
HEAVE_MANUAL_EPSILON = 20 # |heave| di atas ini dianggap operator sedang memegang stik
def _effective_requested_mode():
"""requested_mode kalau masih dalam jendela REQUESTED_MODE_TIMEOUT, else None.
Tanpa expiry ini, mode yang DITOLAK firmware (pre-arm check gagal, EKF
belum siap) membuat requested_mode tersangkut selamanya karena
state["mode"] tidak akan pernah menyusulnya lewat HEARTBEAT.
"""
if requested_mode is None:
return None
if time.time() - requested_mode_ts > REQUESTED_MODE_TIMEOUT:
return None
return requested_mode
def _current_pixhawk_mode():
"""Mode ArduSub efektif saat ini: requested_mode selama belum kedaluwarsa
(lihat _effective_requested_mode), else state["mode"] yang benar-benar
terkonfirmasi HEARTBEAT. Tanpa fallback requested_mode, sesuatu yang
di-ON-kan tepat setelah ganti mode akan diam selama satu-dua tick pertama.
"""
return _effective_requested_mode() or state["mode"]
# =========================
# POSHOLD (station-keep)
# =========================
# BUKAN mode POSHOLD firmware ArduSub — itu butuh estimasi posisi horizontal
# dari EKF yang tidak tersedia di bawah air (tidak ada GPS/DVL/optical flow di
# wahana ini). Lihat docstring rov_modes.py.
#
# Yang dilakukan mode ini: ALT_HOLD (kedalaman ditahan cascade PID ArduSub) DITAMBAH
# koreksi heading proporsional dari sisi Pi (rov_heading.py). Yang TIDAK
# dilakukan: menahan posisi x/y. Arus lateral tetap menggeser wahana dan tidak
# ada sensor yang bisa melihatnya.
poshold_active = False
# Heading yang sedang ditahan (derajat). None = belum di-seed; tick berikutnya
# akan mengisinya dari heading saat itu. Sengaja bukan 0.0: 0° adalah heading
# yang sah, jadi tidak bisa dipakai sebagai penanda "belum diisi".
heading_target = None
heading_lock = threading.Lock()
def poshold_engaged():
"""True kalau overlay heading-hold benar-benar boleh menulis ke r.
Syaratnya dua: operator memang meminta POSHOLD, DAN wahana ada di ALT_HOLD
(POSHOLD_BASE_MODE di rov_modes.py). Kalau wahana ditarik keluar ALT_HOLD
lewat saklar RC atau GCS lain, overlay ikut mati sendiri — bukan diam-diam
terus mengoreksi yaw di MANUAL.
Gerbangnya poshold_mode_ok(), BUKAN depth_hold_allowed(): yang kedua adalah
syarat bias depth-set (STABILIZE) dan tidak ada hubungannya dengan mode
dasar overlay ini.
"""
return poshold_active and poshold_mode_ok(_current_pixhawk_mode())
def apply_heading_hold(mc, axes):
"""Tambahkan koreksi ke MANUAL_CONTROL.r agar heading tetap di heading_target.
Aturan mainnya sama persis dengan apply_depth_hold_bias(): operator menang
mutlak. Begitu stik yaw disentuh, target DIBUANG (bukan sekadar diabaikan)
supaya saat stik dilepas wahana menahan heading BARU tempat operator
meninggalkannya, bukan memutar balik ke heading lama.
"""
global heading_target
if not poshold_engaged():
return mc
if operator_holding_yaw(axes):
with heading_lock:
heading_target = None
return mc
with heading_lock:
if heading_target is None:
# Seed lalu keluar tanpa koreksi: pada tick ini heading masih
# bergerak sisa dari input operator, jadi mengoreksinya langsung
# hanya menghasilkan sentakan.
heading_target = state["heading"]
print(f"[POSHOLD] Heading target = {heading_target:.1f}°")
return mc
target = heading_target
bias = heading_bias(target, state["heading"])
if bias == 0:
return mc
out = dict(mc)
out["r"] = max(-1000, min(1000, int(mc["r"]) + bias))
return out
# Fail-safe: kalau tidak ada perintah axis baru dari GUI selama
# IDLE_TIMEOUT detik (GUI crash / joystick dicabut / link putus), berhenti
# memakai axis terakhir dan streaming NEUTRAL sebagai gantinya.
#
# Kenapa TETAP streaming (bukan berhenti mengirim)? ArduSub mengharapkan aliran
# MANUAL_CONTROL yang kontinu; kalau kita diam, failsafe pilot-input Pixhawk
# yang jalan dan perilakunya tergantung parameter. Mengirim netral terus jauh
# lebih bisa diprediksi: diam di tempat, dan di ALT_HOLD berarti tahan
# kedalaman.
JOYSTICK_SEND_INTERVAL = 0.05 # 20 Hz
last_joystick_update = 0.0
joystick_lock = threading.Lock()
# Log axis per-iterasi membanjiri console Pi (20 baris/detik) dan memakan CPU
# yang dibutuhkan link serial. Nyalakan hanya saat debugging.
VERBOSE_JOYSTICK = False
JOYSTICK_LOG_INTERVAL = 1.0
# Telemetry keluar 10 Hz; mencetaknya juga hanya menutupi log yang penting.
VERBOSE_TELEMETRY = False
# Perintah yang memang hanya mengubah tampilan/state di dashboard dan tidak
# punya padanan di wahana. Didaftarkan eksplisit supaya log "unknown command"
# benar-benar hanya berisi hal yang perlu diperiksa.
GUI_ONLY_COMMANDS = frozenset({
"controller", # tab Keyboard/Gamepad di dashboard
"snapshot", # tangkapan frame di browser
"record", # perekaman di browser
"viewer_access", # buka/tutup akses viewer mobile — murni sisi server/GUI
})
# =========================
# Gripper
# =========================
# =========================
# Parameter FC (halaman Vehicle)
# =========================
# PARAM_VALUE hanya ditangani di loop RX main(). Alasannya sama persis dengan
# COMMAND_ACK: recv_match(blocking=True) di thread command akan memblokir
# thread itu DAN mencuri pesan dari loop utama.
#
# Satu param_request_list ArduSub = ~980 PARAM_VALUE. Mengirimnya satu per satu
# berarti ~980 datagram UDP + ~980 frame WebSocket; dikumpulkan dulu jadi batch
# supaya browser tidak kebanjiran.
PARAM_BATCH_SIZE = 50
PARAM_BATCH_INTERVAL = 0.2 # flush walau batch belum penuh
PARAM_ACK_TIMEOUT = 2.0 # ArduPilot DIAM saat menolak — timeout satu-satunya sinyal gagal
_param_batch = []
_param_batch_ts = 0.0
_param_lock = threading.Lock()
# nama -> (nilai_yang_dikirim, type_id, deadline)
pending_params = {}
# =========================
# Stream MAVLink generik (halaman Analyze)
# =========================
# Mati secara default: menyalakannya berarti setiap message dari MAV_DATA_STREAM_ALL
# ikut dikirim ke GUI. Halaman Analyze menyalakannya saat dibuka dan memperbarui
# permintaan tiap 10 detik; tanpa pembaruan itu stream mati sendiri (lihat
# stream_still_wanted) supaya tab yang ditutup mendadak tidak meninggalkan
# firehose yang tidak ada yang mendengarkan.
mavlink_stream_requested_at = None
_mav_rate = RateLimiter()
_last_telem_log = 0.0
def send_to_gui(obj):
"""Kirim satu pesan JSON ke laptop lewat socket telemetry.
Aturan envelope (dipakai juga oleh server.js saat merutekan):
- telemetry : dict `state` TELANJANG, tanpa field "type"
- selain itu : selalu punya field "type" (param_batch, param_ack,
mavlink_msg, statustext)
Telemetry sengaja dibiarkan tanpa "type" supaya server lama/baru tetap
saling kompatibel dan tap perekam Replay tidak ikut berubah.
"""
try:
payload = json.dumps(obj, allow_nan=False).encode("utf-8")
except (TypeError, ValueError) as e:
# Satu pesan yang tidak bisa diserialisasi tidak boleh mematikan
# seluruh loop RX.
print("[UDP] gagal serialisasi pesan ke GUI:", e)
return
try:
telem_sock.sendto(payload, (LAPTOP_IP, UDP_TELEM_PORT))
except OSError as e:
print("[UDP] gagal kirim ke GUI:", e)
def send_telemetry():
"""Kirim state ke laptop 10 Hz, tapi LOG hanya 1 Hz.
Mencetak tiap paket (10 Hz) plus log joystick 20 Hz membuat stdout yang
ter-pipe jadi blocking dan menimbulkan jitter pada loop kontrol di Pi.
"""
global _last_telem_log
with depth_lock:
state["depth_hold"] = depth_hold_enabled
state["depth_target"] = depth_target if depth_target_active else None
# POSHOLD tidak terlihat di HEARTBEAT (ia berjalan di ALT_HOLD), jadi
# INILAH satu-satunya cara GUI tahu overlay sedang hidup dan tab mana yang
# harus menyala. heading_target None = belum di-seed (stik yaw masih
# dipegang, atau baru saja masuk mode).
state["poshold"] = poshold_engaged()
with heading_lock:
state["heading_target"] = heading_target
state["pool_depth"] = pool_depth
# Gate otoritas untuk mission5 FSM (toggle autonomous/manual di GUI).
# HARUS kunci sendiri: dulu ini menulis ke state["mode"] dan menimpa pilot
# mode ArduSub dari HEARTBEAT 10x/detik. Akibatnya requested_mode tak pernah
# terkonfirmasi, dan sesudah REQUESTED_MODE_TIMEOUT semua gerbang
# berhenti diam-diam persis 3 detik setelah masuk ALT_HOLD.
# Pola yang sama dipakai autonomy/rov_link.py dan server/server.js.
state["control_mode"] = current_control_mode
state["thruster_gain"] = thruster_gain * 100.0
# Tanda gantungan (tombol MARK). null = belum di-MARK, dan GUI WAJIB
# menampilkannya begitu: tanpa mark, M5_SEARCH tak punya arah dan hanya
# menyisir pelan sampai timeout. Operator harus tahu itu SEBELUM menekan
# AUTONOMOUS, bukan setelah wahana menyelam dan gagal.
state["marked_heading"] = marked_heading
state["marked_depth"] = marked_depth
# State FSM misi 5 (mis. "M5_DOCK") + hasil vision (qr_data/qr_wall) supaya
# operator melihat progres misi dan readout QR di Control. None = FSM
# tidak sedang jalan.
m5_telem = mission5_runner.telemetry() if mission5_runner is not None else None
state["mission5_state"] = m5_telem.get("state") if m5_telem else None
state["mission5"] = m5_telem
send_to_gui(state)
now = time.time()
if now - _last_telem_log >= 1.0:
_last_telem_log = now
print(f"[SEND] -> {LAPTOP_IP}:{UDP_TELEM_PORT} | {state}")
def normalize_heading(deg):
if deg < 0:
deg += 360.0
return deg % 360.0
def send_arm_disarm(arm):
"""Arm/disarm lewat MAV_CMD_COMPONENT_ARM_DISARM (satu jalur untuk keduanya).
Tidak menunggu ACK — lihat handler COMMAND_ACK di main().
"""
with master_lock:
master.mav.command_long_send(
master.target_system,
master.target_component,
mavutil.mavlink.MAV_CMD_COMPONENT_ARM_DISARM,
0,
1 if arm else 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0,
)
def send_gcs_heartbeat():
"""Heartbeat GCS 1 Hz.
Tanpa ini ArduSub menganggap ground station hilang dan DISARM SENDIRI
beberapa detik setelah arm (FS_GCS_ENABLE) — gejalanya arm terlihat
"putus-putus" saat mulai trial.
"""
with master_lock:
master.mav.heartbeat_send(
mavutil.mavlink.MAV_TYPE_GCS,
mavutil.mavlink.MAV_AUTOPILOT_INVALID,
0, 0, 0,
)
# =========================
# Command handler dari laptop
# =========================
def command_listener():
global last_joystick_update
global requested_mode
global requested_mode_ts
global current_control_mode
global mavlink_stream_requested_at
global pool_depth
global depth_offset
global depth_hold_enabled
global depth_target
global depth_target_active
global poshold_active
global heading_target
global thruster_gain
global marked_heading
global marked_depth
print(f"[UDP] Listening command on 0.0.0.0:{UDP_CMD_PORT}")
while True:
try:
data, addr = cmd_sock.recvfrom(4096)
except socket.timeout:
continue
except Exception as e:
print("[UDP] command socket error:", e)
continue
try:
msg = json.loads(data.decode("utf-8"))
except Exception:
print("[UDP] invalid JSON command")
continue
name = msg.get("name")
value = msg.get("value")
# axis datang ~15 Hz — jangan di-log supaya tidak membanjiri console.
# Gripper analog (nilai angka dari axis gamepad) juga bisa datang cepat;
# open/close diskrit dari tombol/keyboard tetap di-log.
quiet = name in AXIS_RANGE or (
name == "gripper" and isinstance(value, (int, float))
and not isinstance(value, bool)
)
if not quiet:
print(f"[CMD] {name} = {value} from {addr}")
if master is None:
print("[CMD] Pixhawk not connected yet")
if not quiet:
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Command '{name}' ditolak — Pixhawk belum terhubung",
"level": "err",
})
continue
try:
if name == "arm":
# ACK TIDAK ditunggu di sini. recv_match(blocking=True) akan
# memblokir seluruh thread ini sampai 3 detik DAN mencuri
# COMMAND_ACK dari loop RX utama, sehingga status armed telat
# sampai ke GUI. ACK ditangani non-blocking di main().
print("[MAV] ARM" if value else "[MAV] DISARM")
send_arm_disarm(bool(value))
elif name == "control_mode":
requested = str(value).lower()
if requested not in ("manual", "autonomous"):
print(f"[CONTROL] Unknown mode: {requested}")
continue
print(f"[CONTROL] {requested}")
if requested == "autonomous":
# Axis FSM dinolkan DULU: sisa setpoint dari sesi
# sebelumnya tidak boleh ikut terbawa saat FSM baru mulai.
with fsm_axes_lock:
fsm_axes.update({"surge": 0, "sway": 0, "yaw": 0, "heave": 0})
# Axis OPERATOR juga dinolkan — sisa >1,5% dari sesi manual
# sebelumnya langsung dibaca gerbang kill-switch di
# joystick_sender sebagai "operator nyetir" dan abort pada
# detik yang sama dengan toggle, sebelum FSM sempat
# menggerakkan apa pun. Kill-switch harus memicu pada
# gerakan BARU; nilai basi bukan gerakan.
with joystick_lock:
joystick.update({"surge": 0, "sway": 0, "yaw": 0, "heave": 0})
# Mode dipindah SESUDAH start() berhasil. Kalau lebih dulu,
# joystick_sender melihat "autonomous" selama ~1 detik yang
# dihabiskan VisionPipeline.start() membuka kamera — dan
# stop() dari kill-switch di jendela itu menemukan _fsm
# masih None, lalu diam, meninggalkan thread FSM yatim yang
# jalan sampai timeout tanpa satu pun perintahnya dipakai.
if mission5_runner is None:
print("[M5] runner tidak tersedia — toggle autonomous "
"tidak menjalankan FSM (kontrol manual tetap normal)")
elif not mission5_runner.start():
print("[M5] start GAGAL — tetap di mode manual")
continue
current_control_mode = "autonomous"
else:
current_control_mode = "manual"
if mission5_runner is not None:
mission5_runner.stop()
elif name == "pilot_mode":
# Peta nama GUI -> nama ArduSub ada di rov_modes.py (satu
# sumber, sudah ada unit test-nya). Nama tak dikenal DITOLAK,
# tidak di-fallback ke MANUAL.
pixhawk_mode = resolve_pilot_mode(value)
if pixhawk_mode is None:
print(f"[PILOT] Unknown mode: {value}")
continue
# Tidak semua mode ada di semua build/frame ArduSub.
# mode_mapping() berasal dari firmware yang benar-benar
# terpasang, jadi ini satu-satunya cek yang bisa dipercaya.
mode_mapping = master.mode_mapping() or {}
if pixhawk_mode not in mode_mapping:
print(f"[PILOT] {pixhawk_mode} not supported oleh firmware ini")
continue
master.set_mode(mode_mapping[pixhawk_mode])
requested_mode = pixhawk_mode
requested_mode_ts = time.time()
# "poshold" dan "depth_hold" sama-sama berujung di ALT_HOLD,
# jadi pixhawk_mode TIDAK cukup untuk membedakannya — yang
# menentukan overlay hidup/mati adalah nama yang diminta GUI.
# Setiap permintaan mode apa pun mematikan overlay lebih dulu,
# supaya tidak ada jalur yang meninggalkannya menyala.
poshold_active = is_poshold_request(value)
# Selalu dibuang, baik masuk maupun keluar POSHOLD: masuk mode
# ini berarti "tahan heading tempat saya sekarang", bukan
# heading dari sesi POSHOLD sebelumnya.
with heading_lock:
heading_target = None
print("====================================")
print(f" PILOT MODE : {pixhawk_mode}")
if poshold_active:
print(" POSHOLD : heading hold AKTIF (posisi x/y TIDAK ditahan)")
print("====================================")
elif name == "stop":
# Failsafe sederhana: netralkan axis lalu disarm
print("[MAV] STOP -> DISARM")
with joystick_lock:
joystick.update(AXIS_NEUTRAL)
# E-Stop tidak boleh meninggalkan overlay yang masih menulis ke
# r: axis dinetralkan di sini, dan koreksi heading akan
# mengisinya kembali pada tick berikutnya.
poshold_active = False
with heading_lock:
heading_target = None
# yang menulis ke thruster berhenti, dan setelah re-arm wahana
# tidak boleh langsung berenang sendiri ke setpoint lama.
# sudah direkam masih berguna, operator tinggal menekan ON lagi.
with depth_lock:
depth_hold_enabled = False
send_arm_disarm(False)
elif name == "light":
# Belum dihubungkan ke hardware lampu, simpan status saja
state["light"] = bool(value)
print(f"[LIGHT] set to {state['light']}")
elif name == "set_surface":
depth_offset = _raw_depth
print(f"[DEPTH] Surface di-set — offset = {depth_offset:.2f} m")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Surface level diset — offset {depth_offset:.2f} m",
"level": "ok",
})
elif name == "mark_hook":
# Rekam DI MANA payload digantung, untuk dipakai M5_REDIVE saat
# misi 5 autonomous. Ditekan operator pada misi 3, tepat setelah
# payload tersangkut di gantungan dinding.
#
# Sengaja tanpa syarat armed/mode: merekam dua angka tidak
# menggerakkan apa pun, dan memaksa syarat justru membuat
# operator kehilangan momen yang benar (payload sudah tergantung,
# ROV mungkin sudah dinetralkan).
marked_heading = state["heading"]
marked_depth = state["depth"]
print(f"[MARK] gantungan ditandai — heading={marked_heading:.0f}° "
f"depth={marked_depth:.2f} m")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": (f"Gantungan ditandai — heading {marked_heading:.0f}° "
f"depth {marked_depth:.2f} m"),
"level": "ok",
})
elif name == "mission_counter":
# Counter trial Misi 2/3 (Guidebook §4.7.4) — pilot menekan
# "Gagal, Ulangi" saat melihat sendiri dari kamera bahwa
# grab/hang gagal (tak ada sensor grip-force di ROV ini).
# Event "set" mengisi trial ke-N langsung (input angka manual
# di Setup) — dipakai untuk koreksi salah klik atau eksperimen
# nilai saat uji coba di kolam sebelum ukuran lomba sebenarnya.
mission = (value or {}).get("mission")
event = (value or {}).get("event")
if event == "reset":
mission_counter_fails["m2"] = 0
mission_counter_fails["m3"] = 0
elif event == "fail" and mission in mission_counter_fails:
mission_counter_fails[mission] += 1
elif event == "set" and mission in mission_counter_fails:
try:
trial = int((value or {}).get("trial"))
except (TypeError, ValueError):
trial = None
if trial is not None and trial >= 1:
mission_counter_fails[mission] = trial - 1
state["mission_counter"] = {
"m2_fails": mission_counter_fails["m2"],
"m2_score": _tier_score(mission_counter_fails["m2"]),
"m3_fails": mission_counter_fails["m3"],
"m3_score": _tier_score(mission_counter_fails["m3"]),
}
print(f"[COUNTER] {mission or 'ALL'}: {event} → {state['mission_counter']}")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Counter {mission or 'semua misi'}: {event}",
"level": "warn" if event == "fail" else "ok",
})
elif name == "depth_apply":
# Terima target absolut dari GUI dan pindahkan vehicle ke ALT_HOLD.
try:
target = float(value)
except (TypeError, ValueError):
target = None
if target is None or not math.isfinite(target) or target < 0:
print(f"[DEPTH] Target tidak valid: {value!r}")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": "Target depth tidak valid",
"level": "warn",
})
continue
if pool_depth is not None:
target = min(target, max(0.0, pool_depth - 0.05))
if not state.get("armed"):
print("[DEPTH] APPLY diabaikan — vehicle belum armed")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": "Target depth diabaikan — vehicle belum armed",
"level": "warn",
})
continue
mode_mapping = master.mode_mapping() or {}
if "ALT_HOLD" not in mode_mapping:
send_to_gui({
"type": "event",
"text": "ALT_HOLD tidak tersedia di firmware",
"level": "err",
})
continue
with master_lock:
master.set_mode(mode_mapping["ALT_HOLD"])
with depth_lock:
depth_target = round(target, 2)
depth_target_active = True
depth_hold_enabled = True
print(f"[DEPTH] APPLY -> {depth_target:.2f} m")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Target depth APPLY -> {depth_target:.2f} m; ALT_HOLD",
"level": "ok",
})
elif name == "depth_hold":
# Depth Hold murni menggunakan controller ArduSub.
#
# ON -> ArduSub ALT_HOLD
# OFF -> kembali ke MANUAL
with depth_lock:
want = (not depth_hold_enabled) if value is None else bool(value)
if not state.get("armed"):
print("[DEPTH] Depth Hold diabaikan — vehicle belum armed")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": "Depth Hold diabaikan — vehicle belum armed",
"level": "warn",
})
continue
if not _depth_cmd_rate.allow("depth_hold", time.time()):
continue
mode_mapping = master.mode_mapping() or {}
if want:
target_mode = "ALT_HOLD"
event_text = "Depth Hold ON — ALT_HOLD ArduSub"
else:
target_mode = "MANUAL"
event_text = "Depth Hold OFF — MANUAL"
if target_mode not in mode_mapping:
print(f"[DEPTH] Mode {target_mode} tidak tersedia")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Mode {target_mode} tidak tersedia di ArduSub",
"level": "warn",
})
continue
with master_lock:
master.set_mode(mode_mapping[target_mode])
with depth_lock:
depth_hold_enabled = want
print(f"[DEPTH] {event_text}")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": event_text,
"level": "ok",
})
elif name == "pool_depth":
depth_m = valid_pool_depth(value)
if depth_m is None:
print(f"[POOL] nilai pool_depth tidak valid: {value!r}")
continue
pool_depth = depth_m
print(f"[POOL] Kedalaman kolam = {pool_depth:.2f} m")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Kedalaman kolam = {pool_depth:.2f} m",
"level": "ok",
})
elif name == "thruster_gain_inc":
gain = min(100.0, thruster_gain * 100.0 + 10.0)
thruster_gain = gain / 100.0
print(f"[THRUSTER GAIN] +10% -> {gain:.0f}%")
send_to_gui({
"type": "event",
"text": f"Thruster Gain = {gain:.0f}%",
"level": "ok",
})
elif name == "thruster_gain_dec":