#!/usr/bin/env python3
"""Фазовая калибровка MIMO-радара по точечному отражателю (шару) и применение её к данным.

Пример использует общий расчёт с интерфейсом программы. Формат файлов калибровки
(cal_*.npy, cal_meta.json) и папки postprocessed сохранён.

Запуск целиком:  python mimo_calibration.py   (работает по параметрам из блока ниже)
Из другого кода:
    import mimo_calibration as mc
    cal = mc.compute_calibration(cal_sets, empty_scene_path, mc.Settings(...))
    mc.save_calibration(cal, cal_dir)
    cal = mc.load_calibration(cal_dir)
    s21_corr = mc.apply_calibration(s21, freq, cal)        # массив (TX, RX, Nf) в памяти
    mc.apply_to_measurement(meas_dir, cal)                 # preprocessed -> postprocessed
"""
from pathlib import Path
from statistics import mean

from python_app.workflows.mimo_calibration import (
    Settings, apply_calibration, apply_to_measurement, calibration_on_grid,
    compute_calibration, find_config_profile, load_calibration, load_geometry,
    load_s21, save_calibration,
)

# --- что делать -------------------------------------------------------------------------
RUN_CALIBRATION = True       # True -> посчитать калибровку по CAL_SETS и записать в CAL_DIR;
                             # False -> взять готовую калибровку из CAL_DIR
APPLY_TO_DATA = False        # True -> записать исправленные данные в <измерение>/postprocessed

# --- калибровочные измерения ------------------------------------------------------------
# Каждая запись — одно положение отражателя. snapshots: список префиксов снимков ('0003')
# или None (все снимки папки). Несколько снимков одной записи усредняются.
# target_scene_m = (X, Y, Z) в осях сцены, метры; для шара — координаты его ЦЕНТРА,
# измеренные физически (а не взятые с некалиброванного изображения):
#   X — поперёк, вправо, от начала координат антенн (config_profile, x = 0);
#   Y — высота центра отражателя над землёй;
#   Z — расстояние вдоль земли от точки под началом координат антенн до отражателя.
CAL_ROOT = Path('/Users/ivan_root/Downloads/Telegram_dwnld/2026-09-31 balls calib/'
                'librevna_multi_0.5-6GHz_1031pts_-3dBm_big_ball_h_0cm_z_5m_x_0cm/preprocessed')
CAL_SETS = [
    dict(path=CAL_ROOT, snapshots=[f'{index:04d}'], target_scene_m=(0.0, 0.16, 5.20))
    for index in range(5)
]
SPHERE_RADIUS_M = 0.16       # радиус шара-отражателя [м]; 0 -> точечная цель
EMPTY_SCENE_PATH = Path('/Users/ivan_root/Downloads/Telegram_dwnld/2026-09-31 balls calib/'
                        'librevna_multi_0.5-6GHz_1031pts_-3dBm_bkgd_h_0cm/preprocessed')
                             # Дополнительная пустая сцена для архивного примера.
                             # Если референс уже удалил фон, задайте None.

# --- геометрия (как в софте построения изображений) ---------------------------------------
INPUT_IDX = [0, 1, 2, 3]     # физические входы  (Rx), input_pos
OUTPUT_IDX = [0, 1, 2, 3]    # физические выходы (Tx), output_pos
ANTENNA_HEIGHT_M = 0.92      # высота начала координат антенн (нижний ряд) над землёй [м]
PITCH_DEG = 10.0             # наклон оси радара ниже горизонта [град]

# --- оценка -----------------------------------------------------------------------------
CAL_F_MIN = 2.0e9            # полоса, по которой оценивается калибровка [Гц]
CAL_F_MAX = 6.0e9
GATE_HALF_M = 0.15           # окно вокруг эха цели, ± по бистатическому пути [м]
GATE_TAPER_M = 0.03          # плавные края окна [м]
COARSE_RANGE_SEARCH_M = 0.6  # грубый поиск эха по дальности перед точной подгонкой, ± по пути [м];
                             # 0 -> выключен
REFINE_AXES = ('x', 'y', 'z')  # какие координаты цели уточнять по данным; если X и Y измерены
                               # точно — ('z',)
REFINE_RANGE_M = 0.10        # уточнение не дальше этого от найденной точки [м]
APPLY_AMPLITUDE = False      # True -> поправка выравнивает и амплитуды антенн
PHASE_MODEL = 'linear'       # модель фазы антенны по частоте: 'const' | 'linear' | 'poly3' | 'raw'

# --- куда писать калибровку ---------------------------------------------------------------
CAL_NAME = 'cal_20260931_big_ball_h0_script'
CAL_DIR = Path(__file__).resolve().parent / 'results' / 'calibration' / CAL_NAME
OVERWRITE = True            # True -> перезаписать файлы калибровки в CAL_DIR

# --- к каким измерениям применять ---------------------------------------------------------
# Список папок измерений (тех, где лежат preprocessed, raw, results).
APPLY_TO_MEASUREMENTS = [
    # '/путь/к/измерению',
]
OVERWRITE_POSTPROCESSED = False  # True -> пересоздать postprocessed (только созданный этой калибровкой:
                                 # папка без calibration_applied.json не удаляется никогда)

def main() -> None:
    if RUN_CALIBRATION:
        cal = compute_calibration(CAL_SETS, EMPTY_SCENE_PATH, Settings(
            sphere_radius_m=SPHERE_RADIUS_M, input_idx=tuple(INPUT_IDX), output_idx=tuple(OUTPUT_IDX),
            antenna_height_m=ANTENNA_HEIGHT_M, pitch_deg=PITCH_DEG, f_min=CAL_F_MIN, f_max=CAL_F_MAX,
            gate_half_m=GATE_HALF_M, gate_taper_m=GATE_TAPER_M, coarse_range_search_m=COARSE_RANGE_SEARCH_M,
            refine_axes=tuple(REFINE_AXES), refine_range_m=REFINE_RANGE_M,
            apply_amplitude=APPLY_AMPLITUDE, phase_model=PHASE_MODEL))
        save_calibration(cal, CAL_DIR, overwrite=OVERWRITE)
        q = cal['meta']['quality']
        print(f'Калибровка записана в {CAL_DIR}: сфазированность пар на отражателе '
              f'{mean(q["coherence_before"]):.2f} -> {mean(q["coherence_final"]):.2f}')
    if APPLY_TO_DATA:
        cal = load_calibration(CAL_DIR)
        targets = APPLY_TO_MEASUREMENTS
        if isinstance(targets, (str, Path)):          # один путь вместо списка
            targets = [targets]
        for meas in targets:
            post, n_snap, n_fix, _ = apply_to_measurement(meas, cal, OVERWRITE_POSTPROCESSED)
            print(f'{Path(meas).name}: {n_snap} снимков, исправлено S21 {n_fix} -> {post}')


if __name__ == '__main__':
    main()