Initial commit

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

@@ -0,0 +1,223 @@
+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;
+}