RumiCar Simulator

RumiCar Simulator v4.1.0

テーマ

言語

車両・物理モデル

物理エンジンは3種から選べます (ツールバー下「物理エンジン」セレクト)。既定は動力学モデル (タイヤが生む力を積分するシングルトラック=自転車モデル・簡易物理で実機の厳密な再現ではありません)。クラシックは従来のキネマティック物理、精密 v2は4輪 two-track＋インパルス接触の精密エンジン (フルスケール推奨)。卓上の既定は互換維持のため動力学モデルのままです。
車体 0.19 × 0.08 m / ホイールベース 0.13 m / 最大舵角 ±24°。操舵は実機同様 左・中央・右の3値のみです。
最高速 0.7 m/s (PWM 255 時) を基準に車種ごとの倍率がかかります。加速 2.5 m/s² / 制動 4.0 m/s² / 惰行減速 1.2 m/s² 基準。
画面の速度表示は体感に合わせた「相対補正表示」です (卓上スケールの実寸 km/h は小さく感覚と合わないため、全開を サーキット≒350 / 峠≒180 km/h の目安へ写像)。物理計算・判定・タイムには影響しません。
👉 運動方程式・摩擦円・タイヤ曲線・空力・領域スケールの数式つき解説はツールバーの 「🔬 物理モデル」 にまとめてあります。

車種特性 (6種)

ノーマル FF: アクセルONで強アンダー、発進空転大、制動安定。FR: よく曲がるがパワーオンで巻き込み・制動時リアが軽い。4WD: 発進最速・安定。
ドリフト FR/4WD: 旋回中に強くアクセル (目安 PWM 220 以上) を入れると、タイヤのグリップ円を超えて滑り出します (硬いしきい値ではなく速度・舵角で滑り出し点は動く連続判定。→「🔬 物理モデル」参照)。旋回中の急ブレーキでも滑ります。FRは大きく回頭、4WDは車体ごと流れて回復が速い。
ドリフト FF: 高速旋回中のアクセルOFF/減速でリアだけが流れ、再加速で収束します (パワーでは滑りません)。

センサー

ToF 距離センサー3基 (左 +65° / 中央 / 右 -65°)＋任意の後方1基。各基は 25° の視野コーン (FoV) で扇内の最近反射面を測ります (実機 VL53L0X 準拠)。計測レンジ 2,000 mm。
範囲外は RC_read 系で -3、生読取 (readRangeSingleMillimeters 等) は実機準拠の 8190 を返します。
「他車を障害物にする」ON のとき、他車の車体もセンサーに映り衝突対象になります。

実行モデル

ユーザープログラムの loop() は 20 Hz、物理演算は 60 Hz で実行されます。delay() は次の loop 呼び出しを遅らせます。
壁に接触するとクラッシュ (恒久停止)。初期化 ↺ かドラッグで復帰できます。「衝突で自動復帰(切り返し)」をONにすると、恒久停止せず後退して開いた側へ切り返し、自動で走行を再開します。他車との接触はその場停止のみ (前が空けば再発進)。

プログラミング言語の対応範囲

Arduino C++ と Python は教育用サブセットのインタープリタです。変数・四則演算・if/else・for/while・関数定義・上記 API をサポートします。
外部ライブラリの include/import、クラス定義、ポインタ、文字列の高度な操作などは使えません。JavaScript はブラウザネイティブ実行 (setup/loop 関数を定義)。
無限ループ等の暴走は1反復あたりのステップ上限で打ち切られます。

その他

最大6台同時走行。シリアル出力は約8,000字で古い分から破棄されます。
ベストラップ・自作コース・テーマ選択はこのブラウザの localStorage に保存されます (サーバーには送信されません)。
GitHub への共有 (コース/プログラム/車種) はプルリクエスト方式です。投稿内容は GitHub の公開リポジトリ (RumiCar-group/RumiCar) に保存され、承認後に全利用者へ反映されます。

システム仕様（技術アーキテクチャ）

このシミュレータは静的配信の単一ページアプリ (SPA) です。サーバーに状態を持たず、物理・学習プログラムの実行・描画はすべてブラウザ内で完結します。以下は外部からデータで拡張・自作するための技術仕様です (実装＝ソースを正とします)。コースデータの書式は別ダイアログ「📐 コースデータ仕様」にまとめています。

システム構成

配信: public/ をそのまま配信 (Docker rumicar-simulator)。CSS/JS/HTML/courses.json は編集→ページ再読込で即反映 (再ビルド不要)。
主要モジュール (ES Modules・public/js/): 物理エンジン＝physics.js (キネマティック) / physics_dyn.js (動力学・自転車モデル) / physics_v2.js＋contact_v2.js (精密 v2・4輪 two-track＋インパルス接触) / sensors.js (ToF) / runner.js (実行ループ) / fleet.js (最大6台)。学習側＝api.js (RC_*/rc_* ホスト) / programs.js・samples.js (内蔵プログラム) / interp/ (lexer・parser_c・parser_py・evaluator)。コース/描画＝data/courses.json / course.js・course_editor.js / geom.js・depth.js・elev3d.js・hud.js・lap.js。UI/設定＝index.html・css/style.css・main.js・loader.js・config.js (定数/車種/CHANGELOG/版)・i18n/ (メッセージカタログ)。
実行モデル: ユーザープログラムの loop() は 20 Hz、物理積分は 60 Hz。delay() は次の loop() を遅らせ、無限ループは1反復あたりのステップ上限で打ち切られます。

独自車種 JSON

車種は車種ダイアログで作れます。「独自車種を追加」に JSON を貼るか、「フォームで作る」エディタ (スライダー/数値・下の JSON と双方向同期) で追加します。必須: key (一意のID) と name (表示名)。
任意フィールド (未指定はノーマルFRの既定値で補完): mass (車重kg) / accel・brake・maxSpeed (加速/制動/最高速の倍率) / spin (発進空転) / yawGain (旋回ヨー) / us・os (定常アンダー/オーバー) / powerUs・powerOs (アクセルONで増すアンダー/オーバー) / liftOffOs (アクセルOFFのタックイン) / brakeOs (制動時オーバー) / slide (横滑り量)。各パラメータの意味は車種ダイアログのパラメータ表に記載。
drift: null＝滑らない。ドリフト車は {trigger, grip, gain, minSp, slipYaw, slipSlide, attack, release, brakeDrift} で滑り出し点と挙動を定義します。
独自車種は localStorage rumicar.customCars に保存 (このブラウザのみ・サーバー送信なし)。登録済みの独自車種は一覧から個別に編集／複製／削除できます。例: {"key":"light_fr","name":"軽量FR","mass":980,"accel":1.1,"brake":1.1,"maxSpeed":1.04,"us":0.06,"os":0.08,"powerOs":0.30,"drift":null}
組込6車種の上書き: 組込車種もパラメータ表の「編集」でローカルに上書きできます (実験用)。上書きは localStorage rumicar.carOverrides に差分パラメータのみ保存し、出荷時の既定 (卓上の物理 byte) は変えません。「既定に戻す」(個別)・「全上書き解除」で完全に元へ戻せます。
GitHub 共有: 作った車種は「🌐 GitHubで共有」で RumiCar-group/RumiCar の cars/community/ へ別名投稿 (プルリクエスト・上書きなし) できます。承認された投稿車種は起動時に GitHub から取り込まれ (localStorage には保存しない)、車種メニューに「🌐 名前」として並びます。

プログラム API（学習側）

対応言語: Arduino C++ と Python は教育用サブセットのインタープリタ、JavaScript はブラウザネイティブ実行 (setup/loop を定義)。
Arduino 系 API: RC_setup() / RC_steer(dir) / RC_drive(dir, pwm) / RC_read(dir) (前方ToF距離mm) / RC_wheel_speed(axle) (任意装備の車輪エンコーダ・未装備 −1) / Serial.print()・println() / delay(ms)。dir は LEFT/CENTER/RIGHT。
Raspberry Pi 系 API: rc_steer/rc_drive/rc_wheel_speed/rc_clear、read_one_sensor()、read_all_sensors()、センサーオブジェクト sensor0..sensor3 (各 .readRangeSingleMillimeters()/.get_distance()。sensor3＝後方・任意装備)、time.sleep(sec)。
共通の数学関数: abs/min/max/sqrt/floor/ceil/round、研究用に atan2/atan/sin/cos/hypot/pi (純粋数学＝物理状態の肩代わりではない)。
範囲外コード: RC_read 系は範囲外で −3、生読取 (readRangeSingleMillimeters 等) は実機準拠の 8190。計測は前方3基 (左 +65°/中央/右 −65°)・レンジ 2,000 mm。
プログラムは GitHub RumiCar-group/RumiCar の community へ別名で投稿 (プルリクエスト) して共有できます。

ブラウザ保存データ（localStorage）

rumicar.lang: 言語選択 (ja/en)。
rumicar.theme: テーマ (dark/light/glass/neon/paper)。
rumicar.optRecover: 「衝突で自動復帰(切り返し)」トグル (1/0)。
rumicar.customCars: 独自車種 (JSON 配列・上記)。
rumicar.carOverrides: 組込車種のローカル上書き (key→差分パラメータのマップ・上記「独自車種 JSON」参照)。
rumicar.courses: 自作コース ({コース名: コース定義} のマップ)。コース定義の書式は「📐 コースデータ仕様」参照。
rumicar.best.<コース名>: コースごとのベストラップ秒。
いずれもこのブラウザのみに保存され、サーバーには送信されません。

上記のブラウザ保存データをまとめて 1 つの JSON に書き出し / 読み戻せます (端末の移行・誤消去への備え。サーバーには送信されません)。読み込み時、現在の値と異なるキーがあるときは件数を確認してから上書きします。

📥 バックアップを読み込む

駆動	重心位置 a/L	駆動配分前:後	後輪横μ倍率	性格
FF	0.42(前寄り)	1.0 : 0.0	1.05	強アンダー・発進空転大・制動安定
FR	0.55(後寄り)	0.0 : 1.0	0.80(先に流れる)	よく曲がる・パワーオーバー・制動でリア軽い
4WD	0.50(中央)	0.4 : 0.6	0.95	発進最速・安定・流れても回復速い