dxfmakros/tests/test_omniflo_strecke.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
test_omniflo_strecke.py - Validiert den Omniflo-Streckenzug.

Testfall (tests/testdata/omniflo_strecke_tests.json):
  4 Geraden  ->  180-Grad-Kurve aus 4x 45-Grad-Boegen  ->  4 Geraden

Prueft (ohne BricsCAD):
  1. Struktur: 4 + 4 + 4 = 12 Elemente in der richtigen Reihenfolge
  2. Katalog: die verwendeten Bogen-SivasNummern existieren in
     data/json/omniflo_boegen.json mit passendem Radius/Kurvenwinkel
  3. Geometrie: die Elemente sind lueckenlos verkettet (Ende[i] == Anfang[i+1]),
     die Kurve summiert auf genau 180 Grad, die Boegen liegen auf einem
     gemeinsamen Kreismittelpunkt (echte Halbkreis-Kurve)

Optional (nach BricsCAD-Lauf c:TEST_OMNIFLO_STRECKE):
  4. Integrationstest gegen tests/output/omniflo_strecke_results.json
"""

import json
import math
import os

import pytest

_TOL = 0.05  # mm / Grad Toleranz (JSON ist auf 2 Nachkommastellen gerundet)


# ---------------------------------------------------------------------------
# Hilfsfunktionen
# ---------------------------------------------------------------------------

def _data_dir():
    base = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
    return os.path.join(base, "data")


def _testdata_dir():
    return os.getenv("DXFM_TESTDATA",
                     os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), "testdata"))


def _output_dir():
    return os.getenv("DXFM_TESTOUT",
                     os.path.join(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)), "output"))


def _load_json(path):
    try:
        with open(path, "r", encoding="utf-8") as f:
            return json.load(f)
    except UnicodeDecodeError:
        with open(path, "r", encoding="cp1252") as f:
            return json.load(f)


def _load_strecke():
    return _load_json(os.path.join(_testdata_dir(), "omniflo_strecke_tests.json"))


def _load_boegen_lookup():
    boegen = _load_json(os.path.join(_data_dir(), "json", "omniflo_boegen.json"))
    return {str(b["Sivasnr"]): b for b in boegen}


# ---------------------------------------------------------------------------
# Fixtures
# ---------------------------------------------------------------------------

@pytest.fixture
def strecke():
    return _load_strecke()


@pytest.fixture
def boegen_lookup():
    return _load_boegen_lookup()


# ---------------------------------------------------------------------------
# 1. Struktur des Streckenzugs
# ---------------------------------------------------------------------------

class TestStreckeStruktur:

    def test_gesamtzahl(self, strecke):
        """4 Geraden + 4 Boegen + 4 Geraden = 12 Elemente."""
        assert len(strecke) == 12, f"Erwartet 12 Elemente, erhalten {len(strecke)}"

    def test_seq_lueckenlos(self, strecke):
        """seq muss lueckenlos bei 1 beginnend aufsteigen."""
        for i, el in enumerate(strecke):
            assert el["seq"] == i + 1, f"Element {i}: seq={el['seq']}, erwartet {i + 1}"

    def test_gruppen_reihenfolge(self, strecke):
        """Reihenfolge: 4x gerade_start, 4x kurve_180, 4x gerade_ende."""
        erwartet = (["gerade_start"] * 4 + ["kurve_180"] * 4 + ["gerade_ende"] * 4)
        ist = [el["gruppe"] for el in strecke]
        assert ist == erwartet, f"Gruppenfolge abweichend:\n  Ist:  {ist}\n  Soll: {erwartet}"

    def test_typen(self, strecke):
        """gerade_* -> type 'gerade', kurve_180 -> type 'bogen'."""
        for el in strecke:
            erwartet = "bogen" if el["gruppe"] == "kurve_180" else "gerade"
            assert el["type"] == erwartet, (
                f"seq {el['seq']}: type={el['type']}, erwartet {erwartet}")

    def test_vier_geraden_je_seite(self, strecke):
        assert sum(1 for el in strecke if el["gruppe"] == "gerade_start") == 4
        assert sum(1 for el in strecke if el["gruppe"] == "gerade_ende") == 4

    def test_kurve_aus_mehreren_boegen(self, strecke):
        """Die 180-Grad-Kurve muss aus mehr als einem Bogen bestehen."""
        boegen = [el for el in strecke if el["gruppe"] == "kurve_180"]
        assert len(boegen) > 1, "Kurve muss aus mehreren Boegen aufgebaut sein"


# ---------------------------------------------------------------------------
# 2. Katalog-Abgleich der Boegen
# ---------------------------------------------------------------------------

class TestStreckeKatalog:

    def test_bogen_sivasnr_im_katalog(self, strecke, boegen_lookup):
        for el in strecke:
            if el["type"] != "bogen":
                continue
            assert el["sivasnr"] in boegen_lookup, (
                f"SivasNr {el['sivasnr']} nicht in omniflo_boegen.json")

    def test_bogen_radius_und_winkel(self, strecke, boegen_lookup):
        for el in strecke:
            if el["type"] != "bogen":
                continue
            eintrag = boegen_lookup[el["sivasnr"]]
            assert float(eintrag["Radius"]) == pytest.approx(el["radius"], abs=_TOL), (
                f"{el['sivasnr']}: Radius Katalog={eintrag['Radius']}, Test={el['radius']}")
            assert float(eintrag["KurvenWinkel"]) == pytest.approx(el["winkel"], abs=_TOL), (
                f"{el['sivasnr']}: Winkel Katalog={eintrag['KurvenWinkel']}, Test={el['winkel']}")


# ---------------------------------------------------------------------------
# 3. Geometrie der Verkettung
# ---------------------------------------------------------------------------

class TestStreckeGeometrie:

    def test_verkettung_lueckenlos(self, strecke):
        """Endpunkt jedes Elements == Anfangspunkt des naechsten (verkettet)."""
        for a, b in zip(strecke, strecke[1:]):
            assert a["x_ende"] == pytest.approx(b["x"], abs=_TOL), (
                f"Luecke x zwischen seq {a['seq']} und {b['seq']}: "
                f"{a['x_ende']} != {b['x']}")
            assert a["y_ende"] == pytest.approx(b["y"], abs=_TOL), (
                f"Luecke y zwischen seq {a['seq']} und {b['seq']}: "
                f"{a['y_ende']} != {b['y']}")
            assert a["drehung_ende"] == pytest.approx(b["drehung"], abs=_TOL), (
                f"Richtungssprung zwischen seq {a['seq']} und {b['seq']}: "
                f"{a['drehung_ende']} != {b['drehung']}")

    def test_geraden_behalten_richtung(self, strecke):
        """Eine Gerade aendert die Fahrtrichtung nicht."""
        for el in strecke:
            if el["type"] != "gerade":
                continue
            assert el["drehung"] == pytest.approx(el["drehung_ende"], abs=_TOL), (
                f"seq {el['seq']}: Gerade darf Richtung nicht aendern")

    def test_geraden_laenge(self, strecke):
        """Die euklidische Distanz Anfang->Ende entspricht der Laenge."""
        for el in strecke:
            if el["type"] != "gerade":
                continue
            dist = math.hypot(el["x_ende"] - el["x"], el["y_ende"] - el["y"])
            assert dist == pytest.approx(el["laenge"], abs=0.5), (
                f"seq {el['seq']}: Distanz {dist:.2f} != Laenge {el['laenge']}")

    def test_kurve_summiert_180_grad(self, strecke):
        """Die Boegen der Kurve summieren auf exakt 180 Grad."""
        summe = sum(el["winkel"] for el in strecke if el["gruppe"] == "kurve_180")
        assert summe == pytest.approx(180.0, abs=_TOL), (
            f"Kurvensumme {summe} Grad, erwartet 180")

    def test_kurve_dreht_fahrtrichtung_um_180(self, strecke):
        """Fahrtrichtung vor der Kurve + 180 == Fahrtrichtung danach."""
        boegen = [el for el in strecke if el["gruppe"] == "kurve_180"]
        vor = boegen[0]["drehung"]
        nach = boegen[-1]["drehung_ende"]
        assert (nach - vor) == pytest.approx(180.0, abs=_TOL), (
            f"Kurve dreht um {nach - vor} Grad, erwartet 180")

    def test_boegen_gemeinsamer_mittelpunkt(self, strecke):
        """Gleichradige 45-Grad-Boegen einer 180-Grad-Kurve teilen einen Mittelpunkt."""
        mitten = [(el["x_mitte"], el["y_mitte"])
                  for el in strecke if el["gruppe"] == "kurve_180"]
        mx0, my0 = mitten[0]
        for mx, my in mitten[1:]:
            assert mx == pytest.approx(mx0, abs=_TOL) and my == pytest.approx(my0, abs=_TOL), (
                f"Bogen-Mittelpunkt ({mx}, {my}) weicht von ({mx0}, {my0}) ab")

    def test_bogenpunkte_liegen_auf_kreis(self, strecke):
        """Anfangs-/Endpunkte der Boegen liegen im Radius-Abstand vom Mittelpunkt."""
        for el in strecke:
            if el["gruppe"] != "kurve_180":
                continue
            for px, py in ((el["x"], el["y"]), (el["x_ende"], el["y_ende"])):
                d = math.hypot(px - el["x_mitte"], py - el["y_mitte"])
                assert d == pytest.approx(el["radius"], abs=0.5), (
                    f"seq {el['seq']}: Punkt ({px}, {py}) Abstand {d:.2f} != Radius {el['radius']}")


# ---------------------------------------------------------------------------
# 4. Integrationstest gegen BricsCAD-Ergebnis (optional)
# ---------------------------------------------------------------------------

class TestStreckeResults:
    """Validiert omniflo_strecke_results.json aus c:TEST_OMNIFLO_STRECKE."""

    @pytest.fixture
    def results(self):
        path = os.path.join(_output_dir(), "omniflo_strecke_results.json")
        if not os.path.exists(path):
            pytest.skip("omniflo_strecke_results.json nicht vorhanden - "
                        "TEST_OMNIFLO_STRECKE in BricsCAD ausfuehren")
        data = _load_json(path)
        if not data:
            pytest.skip("omniflo_strecke_results.json ist leer")
        return data

    def test_alle_elemente_ausgefuehrt(self, strecke, results):
        assert len(results) == len(strecke), (
            f"Erwartet {len(strecke)} Ergebnisse, erhalten {len(results)}")

    def test_alle_ok(self, results):
        for r in results:
            assert r["status"] == "OK", (
                f'{r.get("test_id")} (seq {r.get("seq")}): Status={r["status"]}')