# ExoMy CUNO — Software

ExoMy Mars-Rover auf Basis eines Raspberry Pi mit ROS1 Melodic, betrieben vollständig in einem Docker-Container.

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Die Software liegt in diesem Repository direkt an der Wurzel. Nicht zur Software gehörende CAD-, Datenblatt- und Anleitungsbestände wurden bewusst entfernt.

## Zugang zum Raspberry Pi

| | |
|---|---|
| **Modell** | `Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.4` |
| **Hostname** | `cuno` |
| **Benutzer** | `pi` |
| **SSH-Passwort** | `Sonneberg` |
| **LAN-IP** | `192.168.1.83` |
| **WLAN-IP** | `192.168.1.9` (bevorzugt) |
| **Fallback-AP** | SSID `CUNO`, IP `192.168.50.1`, Passwort `astr0cun042` |

```bash
ssh pi@192.168.1.9
```

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## Architektur

```
Web-GUI (Port 8000)
    │ WebSocket (Port 9090)
    ▼
rosbridge_websocket ──► /joy ──► joystick_parser_node ──► /rover_command
                                                                │
f710_joy_node ──────────────────────────────────────────────────┘
(Logitech F710, /dev/input/js0)

/rover_command ──► robot_node ──► /motor_commands ──► motor_node ──► PCA9685 PWM ──► Motoren
```

**Software auf dem Pi:** `/home/pi/ExoMy_Software/`  
**ROS-Workspace im Container:** `/root/exomy_ws/src/exomy/`

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## Systemd-Services auf dem Pi

| Service | Beschreibung |
|---|---|
| `exomy-admin-api.service` | Admin-API (`exomy_admin_api.py`) |
| `exomy-camera-stream.service` | MJPEG Kamera-Stream |
| `exomy-wifi-fallback.service` | WLAN-Fallback auf eigenen Access Point |

```bash
# Status prüfen
systemctl status exomy-admin-api.service
```

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## Docker-Container

Der Container `exomy_autostart` (Image: `exomy`) startet automatisch beim Booten.

```bash
# Status
docker ps

# Logs
docker logs exomy_autostart --tail=50

# Shell im Container
docker exec -it exomy_autostart bash
```

### ROS-Nodes im Container

| Node | Beschreibung |
|---|---|
| `f710_joy_node.py` | Liest Logitech F710 von `/dev/input/js0`, publiziert auf `/joy` mit 20 Hz — **auch wenn der Joystick in Ruhe liegt** |
| `joystick_parser_node.py` | Konvertiert `/joy` → `/rover_command`; priorisiert Web-GUI über physischen Controller |
| `gps_node.py` | Liest den GPS-Empfänger, publiziert Fix- und Diagnosedaten und kann über die Admin-Seite gezielt neu gestartet oder per Kaltstart zur Neuinitialisierung gezwungen werden |
| `robot_node.py` | Berechnet Lenkwinkel und Geschwindigkeiten aus `/rover_command` |
| `motor_node.py` | Setzt PWM-Werte über PCA9685; Watchdog stoppt Motoren nach 5 s ohne Befehl |
| `rosbridge_websocket` | WebSocket-Bridge für die Web-GUI (Port 9090) |
| `rosapi_node` | ROS-API für die Web-GUI |

### Admin-Funktionen

- Admin-Seite: `http://<IP>:8000/admin.html`
- Kamera-Tab nur mit `4:3`-Profilen:
  - `640 x 480`
  - `1024 x 768`
  - `1296 x 972`
- Systemstatus mit zusätzlicher WLAN-Signalstärke in Prozent
- GPS-Aktionen:
  - `GPS neu starten`
  - `GPS-Kaltstart` für den GlobalSat `BU-353N5`

### Ports

| Port | Verwendung |
|---|---|
| `8000` | Web-GUI |
| `9090` | ROSBridge WebSocket |
| `8082` | Admin-API |

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## Deploy-Workflow

Dateien lokal bearbeiten, dann auf den Pi und in den laufenden Container übertragen:

```bash
# Datei auf den Pi kopieren
scp src/meine_datei.py pi@192.168.1.9:/home/pi/ExoMy_Software/src/

# In den Container kopieren
ssh pi@192.168.1.9 "docker cp /home/pi/ExoMy_Software/src/meine_datei.py exomy_autostart:/root/exomy_ws/src/exomy/src/"

# Container neu starten
ssh pi@192.168.1.9 "docker restart exomy_autostart"
```

GUI-Dateien:

```bash
scp gui/index.html pi@192.168.1.9:/home/pi/ExoMy_Software/gui/
ssh pi@192.168.1.9 "docker cp /home/pi/ExoMy_Software/gui/index.html exomy_autostart:/root/exomy_ws/src/exomy/gui/"
# Kein Neustart nötig — Browser-Reload genügt
```

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## Bekannte Probleme & Fixes

### Web-GUI: Ruckartige Bewegung bei angeschlossenem Controller

**Problem:** Der `f710_joy_node` sendet permanent mit 20 Hz auf `/joy`, auch wenn der Logitech F710 in Ruhe liegt (Nullwerte). Wenn die Web-GUI gleichzeitig steuert, wechseln sich Fahr- und Stopp-Befehle im 50-ms-Takt ab — der Rover bewegt sich ruckartig.

**Fix:** `joystick_parser_node.py` ignoriert Nachrichten des physischen Controllers für 2 Sekunden, sobald eine Web-GUI-Nachricht eintrifft (erkennbar an `frame_id == "webgui"`). Danach übernimmt der physische Controller automatisch wieder.

### SyntaxError in rover.py (Point-Turn-Modus)

**Problem:** Überzählige schließende Klammer in `rover.py` Zeile 157 ließ `robot_node.py` beim Start abstürzen — der Rover war nicht steuerbar.

```python
# Falsch:
math.atan((self.wheel_rx + self.wheel_fx) / self.wheel_ry)))
# Richtig:
math.atan((self.wheel_rx + self.wheel_fx) / self.wheel_ry))
```

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## Fahrmodi

| Modus | Taste (Controller) | Taste (Web-GUI) |
|---|---|---|
| Ackermann | A | Schaltfläche „Ackermann" |
| Point Turn (Drehen auf der Stelle) | X | Schaltfläche „Turn on Point" |
| Crab (Seitwärtsfahrt) | Y | Schaltfläche „Crab" |
| Motoren ein/aus | START | Schaltfläche „Motoren" |

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## Latenz-Simulation

Die Latenz-Simulation wird über die Admin-Seite eingestellt und wirkt gleichzeitig auf Steuerung und Kamerabild.

- Bereich: Admin-Seite `http://<IP>:8000/admin.html`
- Einstellbereich: `0` bis `10` Sekunden
- Steuerbefehle: werden im ROS-Node `delay_node` gepuffert
- Kamerabild: läuft über den Delay-Proxy auf Port `8083`
- Rohstream: Port `8081` bleibt ohne Verzögerung für Debug und interne Vorschau
- Hauptseite: nutzt bewusst `8083`, damit die eingestellte Verzögerung auch im Fahrbild sichtbar ist

Signalweg:

```text
Kamera -> 8081 Rohstream -> 8083 Delay-Proxy -> Web-GUI
Joystick/Websteuerung -> /joy -> /delay_node -> /joy_delayed -> Rover-Steuerung
```

Damit lässt sich eine künstliche Laufzeit simulieren, ohne den eigentlichen Kameradienst umzubauen.

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## Originales ESA-Projekt

- [Wiki](https://github.com/esa-prl/ExoMy/wiki) — Bauanleitung und Dokumentation
- [Website](https://esa-prl.github.io/ExoMy/)
- [Dokumentations-Repository](https://github.com/esa-prl/ExoMy)