ENIG/Cs_HMI/AGVSimulator/Models/VirtualAGV.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using AGVMapEditor.Models;
using AGVNavigationCore.Models;
using AGVNavigationCore.PathFinding;
using AGVNavigationCore.Controls;

namespace AGVSimulator.Models
{

    /// <summary>
    /// 가상 AGV 클래스
    /// 실제 AGV의 동작을 시뮬레이션
    /// </summary>
    public class VirtualAGV : IAGV
    {
        #region Events

        /// <summary>
        /// AGV 상태 변경 이벤트
        /// </summary>
        public event EventHandler<AGVState> StateChanged;

        /// <summary>
        /// 위치 변경 이벤트
        /// </summary>
        public event EventHandler<Point> PositionChanged;

        /// <summary>
        /// RFID 감지 이벤트
        /// </summary>
        public event EventHandler<string> RfidDetected;

        /// <summary>
        /// 경로 완료 이벤트
        /// </summary>
        public event EventHandler<PathResult> PathCompleted;

        /// <summary>
        /// 오류 발생 이벤트
        /// </summary>
        public event EventHandler<string> ErrorOccurred;

        #endregion

        #region Fields

        private string _agvId;
        private Point _currentPosition;
        private Point _targetPosition;
        private AgvDirection _currentDirection;
        private AGVState _currentState;
        private float _currentSpeed;
        
        // 경로 관련
        private PathResult _currentPath;
        private List<string> _remainingNodes;
        private int _currentNodeIndex;
        private string _currentNodeId;
        
        // 이동 관련
        private System.Windows.Forms.Timer _moveTimer;
        private DateTime _lastMoveTime;
        private Point _moveStartPosition;
        private Point _moveTargetPosition;
        private float _moveProgress;
        
        // 시뮬레이션 설정
        private readonly float _moveSpeed = 50.0f;     // 픽셀/초
        private readonly float _rotationSpeed = 90.0f; // 도/초
        private readonly int _updateInterval = 50;     // ms

        #endregion

        #region Properties

        /// <summary>
        /// AGV ID
        /// </summary>
        public string AgvId => _agvId;

        /// <summary>
        /// 현재 위치
        /// </summary>
        public Point CurrentPosition => _currentPosition;

        /// <summary>
        /// 현재 방향
        /// </summary>
        public AgvDirection CurrentDirection => _currentDirection;

        /// <summary>
        /// 현재 상태
        /// </summary>
        public AGVState CurrentState => _currentState;

        /// <summary>
        /// 현재 속도
        /// </summary>
        public float CurrentSpeed => _currentSpeed;

        /// <summary>
        /// 현재 경로
        /// </summary>
        public PathResult CurrentPath => _currentPath;

        /// <summary>
        /// 현재 노드 ID
        /// </summary>
        public string CurrentNodeId => _currentNodeId;

        /// <summary>
        /// 목표 위치
        /// </summary>
        public Point TargetPosition => _targetPosition;

        /// <summary>
        /// 배터리 레벨 (시뮬레이션)
        /// </summary>
        public float BatteryLevel { get; set; } = 100.0f;

        #endregion

        #region Constructor

        /// <summary>
        /// 생성자
        /// </summary>
        /// <param name="agvId">AGV ID</param>
        /// <param name="startPosition">시작 위치</param>
        /// <param name="startDirection">시작 방향</param>
        public VirtualAGV(string agvId, Point startPosition, AgvDirection startDirection = AgvDirection.Forward)
        {
            _agvId = agvId;
            _currentPosition = startPosition;
            _currentDirection = startDirection;
            _currentState = AGVState.Idle;
            _currentSpeed = 0;
            
            InitializeTimer();
        }

        #endregion

        #region Initialization

        private void InitializeTimer()
        {
            _moveTimer = new System.Windows.Forms.Timer();
            _moveTimer.Interval = _updateInterval;
            _moveTimer.Tick += OnMoveTimer_Tick;
            _lastMoveTime = DateTime.Now;
        }

        #endregion

        #region Public Methods

        /// <summary>
        /// 경로 실행 시작
        /// </summary>
        /// <param name="path">실행할 경로</param>
        /// <param name="mapNodes">맵 노드 목록</param>
        public void StartPath(PathResult path, List<MapNode> mapNodes)
        {
            if (path == null || !path.Success)
            {
                OnError("유효하지 않은 경로입니다.");
                return;
            }

            _currentPath = path;
            _remainingNodes = new List<string>(path.Path);
            _currentNodeIndex = 0;

            // 시작 노드 위치로 이동
            if (_remainingNodes.Count > 0)
            {
                var startNode = mapNodes.FirstOrDefault(n => n.NodeId == _remainingNodes[0]);
                if (startNode != null)
                {
                    _currentNodeId = startNode.NodeId;
                    StartMovement();
                }
                else
                {
                    OnError($"시작 노드를 찾을 수 없습니다: {_remainingNodes[0]}");
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 경로 정지
        /// </summary>
        public void StopPath()
        {
            _moveTimer.Stop();
            _currentPath = null;
            _remainingNodes?.Clear();
            SetState(AGVState.Idle);
            _currentSpeed = 0;
        }

        /// <summary>
        /// 긴급 정지
        /// </summary>
        public void EmergencyStop()
        {
            StopPath();
            OnError("긴급 정지가 실행되었습니다.");
        }

        /// <summary>
        /// 수동 이동 (테스트용)
        /// </summary>
        /// <param name="targetPosition">목표 위치</param>
        public void MoveTo(Point targetPosition)
        {
            _targetPosition = targetPosition;
            _moveStartPosition = _currentPosition;
            _moveTargetPosition = targetPosition;
            _moveProgress = 0;
            
            SetState(AGVState.Moving);
            _moveTimer.Start();
        }

        /// <summary>
        /// 수동 회전 (테스트용)
        /// </summary>
        /// <param name="direction">회전 방향</param>
        public void Rotate(AgvDirection direction)
        {
            if (_currentState != AGVState.Idle)
                return;

            SetState(AGVState.Rotating);
            
            // 시뮬레이션: 즉시 방향 변경 (실제로는 시간이 걸림)
            _currentDirection = direction;
            
            System.Threading.Thread.Sleep(500); // 회전 시간 시뮬레이션
            SetState(AGVState.Idle);
        }

        /// <summary>
        /// 충전 시작 (시뮬레이션)
        /// </summary>
        public void StartCharging()
        {
            if (_currentState == AGVState.Idle)
            {
                SetState(AGVState.Charging);
                // 충전 시뮬레이션 시작
            }
        }

        /// <summary>
        /// 충전 종료
        /// </summary>
        public void StopCharging()
        {
            if (_currentState == AGVState.Charging)
            {
                SetState(AGVState.Idle);
            }
        }

        /// <summary>
        /// AGV 정보 조회
        /// </summary>
        public string GetStatus()
        {
            return $"AGV[{_agvId}] 위치:({_currentPosition.X},{_currentPosition.Y}) " +
                   $"방향:{_currentDirection} 상태:{_currentState} " +
                   $"속도:{_currentSpeed:F1} 배터리:{BatteryLevel:F1}%";
        }

        /// <summary>
        /// 현재 RFID 시뮬레이션 (현재 위치 기준)
        /// </summary>
        public string SimulateRfidReading(List<MapNode> mapNodes, List<RfidMapping> rfidMappings)
        {
            // 현재 위치에서 가장 가까운 노드 찾기
            var closestNode = FindClosestNode(_currentPosition, mapNodes);
            if (closestNode == null)
                return null;

            // 해당 노드의 RFID 매핑 찾기
            var mapping = rfidMappings.FirstOrDefault(m => m.LogicalNodeId == closestNode.NodeId);
            return mapping?.RfidId;
        }

        #endregion

        #region Private Methods

        private void StartMovement()
        {
            SetState(AGVState.Moving);
            _moveTimer.Start();
            _lastMoveTime = DateTime.Now;
        }

        private void OnMoveTimer_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            var now = DateTime.Now;
            var deltaTime = (float)(now - _lastMoveTime).TotalSeconds;
            _lastMoveTime = now;

            UpdateMovement(deltaTime);
            UpdateBattery(deltaTime);
            
            // 위치 변경 이벤트 발생
            PositionChanged?.Invoke(this, _currentPosition);
        }

        private void UpdateMovement(float deltaTime)
        {
            if (_currentState != AGVState.Moving)
                return;

            // 목표 위치까지의 거리 계산
            var distance = CalculateDistance(_currentPosition, _moveTargetPosition);
            
            if (distance < 5.0f) // 도달 임계값
            {
                // 목표 도달
                _currentPosition = _moveTargetPosition;
                _currentSpeed = 0;
                
                // 다음 노드로 이동
                ProcessNextNode();
            }
            else
            {
                // 계속 이동
                var moveDistance = _moveSpeed * deltaTime;
                var direction = new PointF(
                    _moveTargetPosition.X - _currentPosition.X,
                    _moveTargetPosition.Y - _currentPosition.Y
                );
                
                // 정규화
                var length = (float)Math.Sqrt(direction.X * direction.X + direction.Y * direction.Y);
                if (length > 0)
                {
                    direction.X /= length;
                    direction.Y /= length;
                }
                
                // 새 위치 계산
                _currentPosition = new Point(
                    (int)(_currentPosition.X + direction.X * moveDistance),
                    (int)(_currentPosition.Y + direction.Y * moveDistance)
                );
                
                _currentSpeed = _moveSpeed;
            }
        }

        private void UpdateBattery(float deltaTime)
        {
            // 배터리 소모 시뮬레이션
            if (_currentState == AGVState.Moving)
            {
                BatteryLevel -= 0.1f * deltaTime; // 이동시 소모
            }
            else if (_currentState == AGVState.Charging)
            {
                BatteryLevel += 5.0f * deltaTime; // 충전
                BatteryLevel = Math.Min(100.0f, BatteryLevel);
            }
            
            BatteryLevel = Math.Max(0, BatteryLevel);
            
            // 배터리 부족 경고
            if (BatteryLevel < 20.0f && _currentState != AGVState.Charging)
            {
                OnError($"배터리 부족: {BatteryLevel:F1}%");
            }
        }

        private void ProcessNextNode()
        {
            if (_remainingNodes == null || _currentNodeIndex >= _remainingNodes.Count - 1)
            {
                // 경로 완료
                _moveTimer.Stop();
                SetState(AGVState.Idle);
                PathCompleted?.Invoke(this, _currentPath);
                return;
            }

            // 다음 노드로 이동
            _currentNodeIndex++;
            var nextNodeId = _remainingNodes[_currentNodeIndex];
            
            // RFID 감지 시뮬레이션
            RfidDetected?.Invoke(this, $"RFID_{nextNodeId}");
            _currentNodeId = nextNodeId;
            
            // 다음 목표 위치 설정 (실제로는 맵에서 좌표 가져와야 함)
            // 여기서는 간단히 현재 위치에서 랜덤 오프셋으로 설정
            var random = new Random();
            _moveTargetPosition = new Point(
                _currentPosition.X + random.Next(-100, 100),
                _currentPosition.Y + random.Next(-100, 100)
            );
        }

        private MapNode FindClosestNode(Point position, List<MapNode> mapNodes)
        {
            if (mapNodes == null || mapNodes.Count == 0)
                return null;

            MapNode closestNode = null;
            float closestDistance = float.MaxValue;

            foreach (var node in mapNodes)
            {
                var distance = CalculateDistance(position, node.Position);
                if (distance < closestDistance)
                {
                    closestDistance = distance;
                    closestNode = node;
                }
            }

            // 일정 거리 내에 있는 노드만 반환
            return closestDistance < 50.0f ? closestNode : null;
        }

        private float CalculateDistance(Point from, Point to)
        {
            var dx = to.X - from.X;
            var dy = to.Y - from.Y;
            return (float)Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);
        }

        private void SetState(AGVState newState)
        {
            if (_currentState != newState)
            {
                _currentState = newState;
                StateChanged?.Invoke(this, newState);
            }
        }

        private void OnError(string message)
        {
            SetState(AGVState.Error);
            ErrorOccurred?.Invoke(this, message);
        }

        #endregion

        #region Cleanup

        /// <summary>
        /// 리소스 정리
        /// </summary>
        public void Dispose()
        {
            _moveTimer?.Stop();
            _moveTimer?.Dispose();
        }

        #endregion
    }
}