Detection/app/src/main/java/de/edotzlaff/detection/detektion/berechnung/EpizentrumRechnung.java

package de.edotzlaff.detection.detektion.berechnung;


import android.location.Location;
import android.os.Build;
import androidx.annotation.RequiresApi;
import com.google.common.collect.ImmutableSet;
import com.google.common.collect.Sets;
import de.edotzlaff.detection.detektion.Detektionssignal;
import de.edotzlaff.detection.detektion.Epizentrum;
import de.edotzlaff.detection.detektion.berechnung.mathObjekte.Koordinaten;
import de.edotzlaff.detection.detektion.berechnung.mathObjekte.Kreis;
import de.edotzlaff.detection.detektion.berechnung.mathObjekte.Schnittpunkt;

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Set;


public class EpizentrumRechnung {

    //ToDo Schrittweite und Abstand auf Szenario anpassen
    private static final double SCHRITTWEITE = 0.02;
    private static final double MAX_ABSTAND = 0.009;
    private static final int DOUBLESTELLEN = 8;


    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O)
    public ArrayList<Endpunkt> initEndpunkte(ArrayList<Detektionssignal> detektionssignal) {
        Detektionssignal nahegelegensteMessung = detektionssignal.get(0);
        ArrayList<Endpunkt> arrBerechnungsObjekte = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i < detektionssignal.size(); i++) {
            if (detektionssignal.get(i).getAnkunftsZeit().isBefore(nahegelegensteMessung.getAnkunftsZeit())) {
                nahegelegensteMessung = detektionssignal.get(i);
            }
        }
        for (Detektionssignal aufzeichnung : detektionssignal) {
            int zeitunterschied = aufzeichnung.getAnkunftsZeit().getHour() * 3600 + aufzeichnung.getAnkunftsZeit().getMinute() * 60 + aufzeichnung.getAnkunftsZeit().getSecond()
                    - nahegelegensteMessung.getAnkunftsZeit().getHour() * 3600 - nahegelegensteMessung.getAnkunftsZeit().getMinute() * 60 - nahegelegensteMessung.getAnkunftsZeit().getSecond();
            double startradius = zeitunterschied * aufzeichnung.getGeschwErdbeben();
            Endpunkt tempEndpunkt = new Endpunkt(aufzeichnung.getDeviceId());
            Kreis k = new Kreis(aufzeichnung.getKoordinaten().getX(), aufzeichnung.getKoordinaten().getY(), startradius);
            tempEndpunkt.setKreis(k);
            arrBerechnungsObjekte.add(tempEndpunkt);
        }
        return arrBerechnungsObjekte;
    }

    public ArrayList<Schnittpunkt> berechneKreisSchnittpunkte(Kreis kreis1, Kreis kreis2) {

        ArrayList<Schnittpunkt> schnittpunkte = new ArrayList<>();
        double dx = kreis2.getMittelPunkt().getX() - kreis1.getMittelPunkt().getX();
        double dy = kreis2.getMittelPunkt().getY() - kreis1.getMittelPunkt().getY();

        double c = Math.sqrt(Math.pow(dx, 2) + Math.pow(dy, 2));

        double x = ((Math.pow(kreis1.getRadius(), 2) + Math.pow(c, 2) - Math.pow(kreis2.getRadius(), 2))) / (2 * c);
        double y = Math.pow(kreis1.getRadius(), 2) - Math.pow(x, 2);

        //Kein Schnittpunkt vorhanden
        if (y < 0) {
            return schnittpunkte;
        }

        if (y > 0) {
            y = Math.sqrt(y);
        }
        double ex0 = dx / c;
        double ex1 = dy / c;
        double ey0 = -ex1;
        Schnittpunkt s1 = new Schnittpunkt(kreis1.getMittelPunkt().getX() + x * ex0,
                kreis1.getMittelPunkt().getY() + x * ex1);
        //Genau ein Schnittpunkt vorhanden
        if (y == 0) {
            schnittpunkte.add(s1);
            return schnittpunkte;
        }
        Schnittpunkt s2 = new Schnittpunkt(s1.getKoordinaten().getX() - y * ey0, s1.getKoordinaten().getY() - y * ex0);
        s1.getKoordinaten().setLocation(s1.getKoordinaten().getX() + y * ey0, s1.getKoordinaten().getY() + y * ex0);
        schnittpunkte.add(s1);
        schnittpunkte.add(s2);

        return schnittpunkte;
    }

    public boolean genuegendSchnittpunktevorhanden(ArrayList<EndpunktVerbindung> endpunktVerbindungen) {

        for (EndpunktVerbindung endpunktVerbindung : endpunktVerbindungen) {
            ArrayList<Schnittpunkt> templist;
            templist = berechneKreisSchnittpunkte(endpunktVerbindung.getEndpunkt1().getKreis(), endpunktVerbindung.getEndpunkt2().getKreis());
            if (templist.isEmpty()) {
                return false;
            }
            endpunktVerbindung.setSchnittpunkte(templist);
        }
        return true;
    }

    public Epizentrum ueberpruefeObEpizentrum(ArrayList<EndpunktVerbindung> endpunktVerbindungen) {

        int counter;
        ArrayList<Schnittpunkt> schnittpunkte = new ArrayList<>();

        for (Schnittpunkt s1 : endpunktVerbindungen.get(0).getSchnittpunkte()) {
            counter = 0;
            for (int i = 1; i < endpunktVerbindungen.size(); i++) {
                boolean bereitsSchnittpunktErmittelt = false;
                for (Schnittpunkt s2 : endpunktVerbindungen.get(i).getSchnittpunkte()) {
                    double abstand = Math.sqrt(
                            Math.pow(s2.getKoordinaten().getX() - s1.getKoordinaten().getX(), 2) +
                                    Math.pow(s2.getKoordinaten().getY() - s1.getKoordinaten().getY(), 2));
                    if (abstand < MAX_ABSTAND && !bereitsSchnittpunktErmittelt) {
                        bereitsSchnittpunktErmittelt = true;
                        counter++;
                        schnittpunkte.add(s2);
                    }
                    if (counter == endpunktVerbindungen.size() - 1) {
                        schnittpunkte.add(s1);
                        Epizentrum tempEpizentrum = new Epizentrum();
                        tempEpizentrum.setKoordinaten(berechneEpizentrumKoordinaten(schnittpunkte));
                        return tempEpizentrum;
                    }
                }
            }
        }
        return null;
    }

    public Koordinaten berechneEpizentrumKoordinaten(ArrayList<Schnittpunkt> schnittpunkte) {
        double x = 0;
        double y = 0;
        for (Schnittpunkt s : schnittpunkte) {
            x+= s.getKoordinaten().getX();
            y+= s.getKoordinaten().getY();
        }
        return new Koordinaten(new BigDecimal(x/schnittpunkte.size()).setScale(DOUBLESTELLEN, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue(),
                new BigDecimal(y/schnittpunkte.size()).setScale(DOUBLESTELLEN, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue());
    }

    public ArrayList<EndpunktVerbindung> ermittleEndpunktKonbinationen(ArrayList<Endpunkt> tempBerechungsObjekte) {
        ArrayList<EndpunktVerbindung> verbindungen = new ArrayList<>();
        Set<Set<Endpunkt>> combinations = Sets.combinations(ImmutableSet.copyOf(tempBerechungsObjekte), 2);
        for (Set<Endpunkt> tempEndpunkt : combinations) {
            ArrayList<Endpunkt> helpArrayToGetValues = new ArrayList<>(tempEndpunkt);
            EndpunktVerbindung endpunktVerbindung = new EndpunktVerbindung(helpArrayToGetValues.get(0), helpArrayToGetValues.get(1));
            verbindungen.add(endpunktVerbindung);
        }
        return verbindungen;
    }

    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O)
    public LocalDateTime berechneEntstehungsZeitpunkt(Detektionssignal detektionssignal, Koordinaten koordEpi) {
        double abstand = Math.sqrt(
                Math.pow(detektionssignal.getKoordinaten().getX() - koordEpi.getX(), 2) +
                        Math.pow(detektionssignal.getKoordinaten().getY() - koordEpi.getY(), 2));
        int sec = (int) abstand/ detektionssignal.geschwErdbeben;

        return detektionssignal.getAnkunftsZeit().minusSeconds(sec);
    }

    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O)
    public LocalDateTime berechneEntstehungsZeitpunktLongLatt(Detektionssignal detektionssignal, Koordinaten koordEpi)
    {
        float[] results = new float[1];
        Location.distanceBetween(detektionssignal.getKoordinaten().getX(), detektionssignal.getKoordinaten().getY(), koordEpi.getX(), koordEpi.getY(), results);
        float distanceInMeters = results[0];
        int sec = (int) distanceInMeters/ detektionssignal.geschwErdbeben;
        return detektionssignal.getAnkunftsZeit().minusSeconds(sec);

    }

    public void erhoheRadius(ArrayList<Endpunkt> tempEndpunktListe) {
        for (Endpunkt b : tempEndpunktListe) {
            b.erhoeheRadius(SCHRITTWEITE);
        }
    }

}