BQP/srcs/RobotNet10/RobotApp/RobotNet10.RobotApp/Devices/IInertialMeasurementUnit.cs

using RobotNet10.Shared.Geometry;
using RobotNet10.Shared.Sensor;

namespace RobotNet10.RobotApp.Devices;

// Type alias để giữ tương thích với code hiện tại
using AccelerationData = AccelStamped;

/// <summary>
/// Interface cho thiết bị IMU (Inertial Measurement Unit) trong robot AGV
/// </summary>
public interface IInertialMeasurementUnit
{
    /// <summary>
    /// Trạng thái kết nối với thiết bị IMU
    /// </summary>
    bool IsConnected { get; }

    /// <summary>
    /// Trạng thái đã được calibrate hay chưa
    /// </summary>
    bool IsCalibrated { get; }

    /// <summary>
    /// Tần số lấy mẫu hiện tại (Hz)
    /// </summary>
    double SampleRate { get; }

    /// <summary>
    /// Dữ liệu gia tốc được cache (m/s²)
    /// </summary>
    AccelStamped CachedAcceleration { get; }

    /// <summary>
    /// Dữ liệu vận tốc góc được cache (rad/s)
    /// Roll, Pitch, Yaw được map sang X, Y, Z của Vector3
    /// </summary>
    Vector3Stamped CachedAngularVelocity { get; }

    /// <summary>
    /// Dữ liệu từ trường (magnetometer) được cache (µT hoặc Gauss)
    /// </summary>
    Vector3Stamped? CachedMagnetometer { get; }

    /// <summary>
    /// Dữ liệu hướng (Euler angles) được cache (rad)
    /// Roll, Pitch, Yaw được map sang X, Y, Z của Vector3
    /// </summary>
    Vector3Stamped CachedOrientation { get; }

    /// <summary>
    /// Dữ liệu quaternion được cache
    /// </summary>
    QuaternionStamped? CachedQuaternion { get; }

    /// <summary>
    /// Nhiệt độ cảm biến được cache (°C)
    /// </summary>
    double? CachedTemperature { get; }

    /// <summary>
    /// Timestamp của lần đọc dữ liệu gần nhất
    /// </summary>
    DateTime LastUpdateTime { get; }

    // Events

    /// <summary>
    /// Event được kích hoạt khi dữ liệu gia tốc thay đổi
    /// </summary>
    event EventHandler<AccelerationChangedEventArgs>? AccelerationChanged;

    /// <summary>
    /// Event được kích hoạt khi dữ liệu vận tốc góc thay đổi
    /// </summary>
    event EventHandler<AngularVelocityChangedEventArgs>? AngularVelocityChanged;

    /// <summary>
    /// Event được kích hoạt khi dữ liệu từ trường thay đổi
    /// </summary>
    event EventHandler<MagnetometerChangedEventArgs>? MagnetometerChanged;

    /// <summary>
    /// Event được kích hoạt khi hướng (orientation) thay đổi
    /// </summary>
    event EventHandler<OrientationChangedEventArgs>? OrientationChanged;

    // Connection Methods

    /// <summary>
    /// Kết nối với thiết bị IMU
    /// </summary>
    Task ConnectAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Ngắt kết nối với thiết bị IMU
    /// </summary>
    Task DisconnectAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    // Data Reading Methods

    /// <summary>
    /// Đọc dữ liệu gia tốc (m/s²)
    /// </summary>
    Task<AccelStamped> ReadAccelerationAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc dữ liệu vận tốc góc (rad/s)
    /// Roll, Pitch, Yaw được map sang X, Y, Z của Vector3
    /// </summary>
    Task<Vector3Stamped> ReadAngularVelocityAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc dữ liệu từ trường (magnetometer) nếu có (µT hoặc Gauss)
    /// </summary>
    Task<Vector3Stamped?> ReadMagnetometerAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc dữ liệu hướng (Euler angles) (rad)
    /// Roll, Pitch, Yaw được map sang X, Y, Z của Vector3
    /// </summary>
    Task<Vector3Stamped> ReadOrientationAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc dữ liệu quaternion nếu có
    /// </summary>
    Task<QuaternionStamped?> ReadQuaternionAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc tất cả dữ liệu IMU cùng lúc
    /// </summary>
    Task<Imu> ReadAllDataAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Đọc nhiệt độ cảm biến nếu có (°C)
    /// </summary>
    Task<double?> ReadTemperatureAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    // Calibration Methods

    /// <summary>
    /// Calibrate IMU (gyroscope và accelerometer)
    /// </summary>
    Task CalibrateAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Calibrate magnetometer (nếu có)
    /// </summary>
    Task CalibrateMagnetometerAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Reset calibration về mặc định
    /// </summary>
    Task ResetCalibrationAsync(CancellationToken cancellationToken = default);

    // Configuration Methods

    /// <summary>
    /// Thiết lập tần số lấy mẫu (Hz)
    /// </summary>
    Task SetSampleRateAsync(double sampleRate, CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Thiết lập dải đo gia tốc (g)
    /// </summary>
    Task SetAccelerometerRangeAsync(double range, CancellationToken cancellationToken = default);

    /// <summary>
    /// Thiết lập dải đo vận tốc góc (rad/s)
    /// </summary>
    Task SetGyroscopeRangeAsync(double range, CancellationToken cancellationToken = default);
}

// Event Args

/// <summary>
/// Event args khi dữ liệu gia tốc thay đổi
/// </summary>
public class AccelerationChangedEventArgs(AccelStamped data) : EventArgs
{
    public AccelStamped Data { get; } = data;
}

/// <summary>
/// Event args khi dữ liệu vận tốc góc thay đổi
/// </summary>
public class AngularVelocityChangedEventArgs(Vector3Stamped data) : EventArgs
{
    public Vector3Stamped Data { get; } = data;
}

/// <summary>
/// Event args khi dữ liệu từ trường thay đổi
/// </summary>
public class MagnetometerChangedEventArgs(Vector3Stamped data) : EventArgs
{
    public Vector3Stamped Data { get; } = data;
}

/// <summary>
/// Event args khi hướng (orientation) thay đổi
/// </summary>
public class OrientationChangedEventArgs(Vector3Stamped data) : EventArgs
{
    public Vector3Stamped Data { get; } = data;
}

/// <summary>
/// Event args chứa toàn bộ dữ liệu IMU trong 1 sample (dùng cho SensorPipeline)
/// </summary>
public class ImuDataChangedEventArgs(
    AccelStamped acceleration,
    Vector3Stamped angularVelocity,
    Vector3Stamped magnetometer,
    Vector3Stamped orientation,
    DateTime timestamp) : EventArgs
{
    public AccelStamped Acceleration { get; } = acceleration;
    public Vector3Stamped AngularVelocity { get; } = angularVelocity;
    public Vector3Stamped Magnetometer { get; } = magnetometer;
    public Vector3Stamped Orientation { get; } = orientation;
    public DateTime Timestamp { get; } = timestamp;
}