ENIG/Cs_HMI/AGVNavigationCore/README.md

AGVNavigationCore 프로젝트 기능 설명

📋 개요

AGVNavigationCore는 AGV(Automated Guided Vehicle) 시스템을 위한 전문적인 경로 계산 및 네비게이션 라이브러리입니다. 실제 AGV의 물리적 제약사항과 운영 요구사항을 고려한 지능형 경로 탐색 기능을 제공합니다.

🏗️ 핵심 구조

Models 패키지

• MapNode: 맵의 논리적 노드 정보 (위치, 타입, 연결 정보, RFID 매핑)
• RfidMapping: RFID와 논리적 노드 ID 간의 매핑 정보
• Enums: 노드 타입, AGV 방향, 도킹 방향, 장비 타입 등 열거형 정의

PathFinding 패키지

경로 계산의 핵심 엔진들이 포함된 패키지

🎯 주요 기능

1. 기본 경로 탐색 (A 알고리즘)*

AStarPathfinder 클래스:

• 표준 A* 알고리즘 구현으로 최적 경로 탐색
• 유클리드 거리 기반 휴리스틱 사용
• 설정 가능한 파라미터:
  • HeuristicWeight: 휴리스틱 가중치 (기본 1.0)
  • MaxSearchNodes: 최대 탐색 노드 수 (기본 1000개)

제공 기능:

// 단일 경로 탐색
PathResult FindPath(string startNodeId, string endNodeId)

// 다중 목표 중 최단 경로 탐색
PathResult FindNearestPath(string startNodeId, List<string> targetNodeIds)

// 노드 연결 상태 확인
bool AreNodesConnected(string nodeId1, string nodeId2)

2. AGV 전용 지능형 경로 계산

AGVPathfinder 클래스: AGV의 실제 움직임 제약사항을 고려한 전문 경로 계산기

AGV 제약사항 고려:

• 방향성 제약: 전진/후진만 가능, 좌우 이동 불가
• 회전 제약: 특정 노드(회전 가능 지점)에서만 180도 회전 가능
• 도킹 방향:
  • 충전기: 전진 도킹만 가능
  • 장비 (로더, 클리너 등): 후진 도킹만 가능

전용 기능:

// AGV 경로 계산 (방향성 고려)
AGVPathResult FindAGVPath(string startNodeId, string endNodeId, AgvDirection? targetDirection)

// 가장 가까운 충전소 경로
AGVPathResult FindPathToChargingStation(string startNodeId)

// 특정 장비 타입 도킹 스테이션 경로
AGVPathResult FindPathToDockingStation(string startNodeId, StationType stationType)

3. RFID 기반 경로 계산 (실제 운영용)

RfidBasedPathfinder 클래스: 실제 AGV가 RFID를 읽어서 위치를 파악하는 현장 운영 방식에 최적화

RFID 기반 제약사항:

• 물리적 RFID: 의미 없는 고유 식별자 (현장 유지보수 편의성)
• 논리적 매핑: RFID ↔ NodeId 분리로 맵 변경 시 유연성 확보
• 실시간 변환: RFID 입력을 내부적으로 NodeId로 변환하여 처리

RFID 전용 기능:

// RFID 기반 AGV 경로 계산
RfidPathResult FindAGVPath(string startRfidId, string endRfidId, AgvDirection? targetDirection)

// RFID 기반 충전소 경로
RfidPathResult FindPathToChargingStation(string startRfidId)

// RFID 기반 도킹 스테이션 경로
RfidPathResult FindPathToDockingStation(string startRfidId, StationType stationType)

// RFID 매핑 관리
RfidMapping GetRfidMapping(string rfidId)
string GetNodeIdByRfid(string rfidId)
string GetRfidByNodeId(string nodeId)

4. 상세한 결과 분석

PathResult (기본 결과):

• 성공/실패 여부
• 노드 ID 시퀀스
• 총 거리 및 계산 시간
• 탐색한 노드 수

AGVPathResult (AGV 전용 결과):

• 실행 가능한 명령어 시퀀스: [전진, 전진, 우회전, 후진, 정지]
• 상세 메트릭:
  • 회전 횟수 계산
  • 예상 소요 시간 (이동 + 회전 시간)
  • 명령어 요약 (전진×3 → 우회전×1 → 후진×2)

RfidPathResult (RFID 기반 결과):

• RFID 경로 시퀀스: [RFID001, RFID045, RFID067, RFID123]
• AGV 명령어: NodeId 기반 결과와 동일한 명령어 시퀀스
• 현장 친화적 정보:
  • RFID 경로 요약 (RFID001 → ... (2개 경유) → RFID123)
  • 실행 정보 ([실행준비] → [명령어] → [예상시간])
  • 운영자용 상세 정보

5. 실시간 검증 및 최적화

경로 검증:

// 경로 유효성 실시간 검증
bool ValidatePath(List<string> path)

// 네비게이션 가능 노드 필터링 (라벨/이미지 노드 제외)
List<string> GetNavigationNodes()

성능 최적화:

• 메모리 효율적인 노드 관리
• 조기 종료 조건으로 불필요한 탐색 방지
• 캐시된 거리 계산

🔧 설정 가능한 파라미터

AGV 동작 파라미터:

• CurrentDirection: AGV 현재 방향
• RotationCostWeight: 회전 비용 가중치 (기본 50.0)
• DockingApproachDistance: 도킹 접근 거리 (기본 100픽셀)

알고리즘 파라미터:

• HeuristicWeight: A* 휴리스틱 강도
• MaxSearchNodes: 탐색 제한으로 무한루프 방지

RFID 매핑 파라미터:

• RfidMappings: RFID ↔ NodeId 매핑 테이블
• IsActive: 매핑 활성화 상태
• Status: RFID 상태 (정상, 손상, 교체예정)

🎯 실제 활용 시나리오

시나리오 1: 일반 이동 (NodeId 기반)

현재위치(N001) → 목적지(N010)
결과: [N001, N003, N007, N010] + [전진, 전진, 전진]

시나리오 2: 일반 이동 (RFID 기반)

현재위치(RFID123) → 목적지(RFID789)
결과: [RFID123, RFID456, RFID789] + [전진, 우회전, 전진]
AGV는 RFID를 읽으면서 실제 위치 확인 후 이동

시나리오 3: 충전 필요

배터리 부족 → 가장 가까운 충전소 자동 탐색
결과: 충전소까지 최단경로 + 전진 도킹 명령어

시나리오 4: 화물 적재

로더 스테이션 접근 → 후진 도킹 필수
결과: 로더까지 경로 + 후진 도킹 시퀀스

🌟 차별화 포인트

1. 실제 AGV 제약사항 반영: 이론적 경로가 아닌 실행 가능한 경로 제공
2. 명령어 레벨 출력: 경로뿐만 아니라 실제 AGV 제어 명령어 생성
3. RFID 기반 현장 운영: 물리적 RFID와 논리적 노드 분리로 현장 유지보수성 향상
4. 다양한 장비 지원: 충전기, 로더, 클리너, 버퍼 등 각각의 도킹 요구사항 처리
5. 이중 API 제공: NodeId 기반(개발용) + RFID 기반(운영용) 동시 지원
6. 확장성: 새로운 AGV 타입이나 제약사항 쉽게 추가 가능
7. 성능 최적화: 실시간 운영에 적합한 빠른 응답속도

🚀 사용 방법

기본 사용법

// 1. 경로 탐색기 초기화
var pathfinder = new AGVPathfinder();
pathfinder.SetMapNodes(mapNodes);

// 2. AGV 경로 계산
var result = pathfinder.FindAGVPath("N001", "N010");

// 3. 결과 확인
if (result.Success)
{
    Console.WriteLine($"경로: {string.Join(" → ", result.Path)}");
    Console.WriteLine($"명령어: {result.GetCommandSummary()}");
    Console.WriteLine($"예상시간: {result.EstimatedTimeSeconds}초");
}

충전소 경로 탐색

var chargingResult = pathfinder.FindPathToChargingStation("N001");
if (chargingResult.Success)
{
    // 충전소까지 자동 이동
    ExecuteAGVCommands(chargingResult.Commands);
}

📦 의존성

• .NET Framework 4.8
• Newtonsoft.Json 13.0.3
• System.Drawing

🔗 통합 프로젝트

이 라이브러리는 다음 프로젝트에서 사용됩니다:

• AGVMapEditor: 맵 편집 및 경로 시뮬레이션
• AGV4: 메인 AGV 제어 시스템
• AGVSimulator: AGV 동작 시뮬레이터

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AGVNavigationCore는 ENIG AGV 시스템의 핵심 네비게이션 엔진입니다.