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GT_esmini

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GT_esmini

README.md

GT_esmini Extension Module

GT_esminiは、標準の esmini 環境シミュレータに対して、車両制御・挙動モデル・ライト機能・信号制御・Web UIなどを追加する拡張モジュールです。 本モジュールは esmini 本体を変更することなく、追加のライブラリとして統合されています。

1. 標準esminiとの主な差分 (Key Differences)

標準の esmini 機能に加え、以下の点が拡張されています。

  • ManualDrive制御: SDL2経由でハンドルコントローラー（Logitech G29等）やゲームパッドによるリアルタイム車両操作に対応。フォースフィードバック・ボタンマッピング・ドメイン制御をサポート。
  • 車両挙動 (Physics): 簡易モデルではなく、ピッチ・ロール姿勢変化やエンジン特性を含む詳細な車両ダイナミクス (RealVehicle) を実装。
  • ライト制御 (Lighting): OpenSCENARIO v1.2 LightStateAction に対応し、さらに自動点灯ロジック（ブレーキ、ウインカー等）を追加。ManualDriveではボタン操作+自動キャンセルにも対応。
  • 地形追従 (Terrain): 路面の起伏に車両姿勢（ピッチ・ロール）を追従させる機能を追加。
  • 信号制御 (Traffic Signal): OpenDRIVE連携のTrafficSignalControllerによるフェーズベース信号自動制御。
  • OSI出力 (Reporting): 自車入力値 (HostVehicleData) や、補正済みの速度情報をOSI (Open Simulation Interface) ストリームに追加。
  • Web UI / Electron: ブラウザまたはElectronデスクトップアプリからシミュレーションを管理・実行。REST API・gRPC・WebSocket対応。

2. 機能詳細 (Detailed Features)

ManualDriveコントローラー

ハンドルコントローラーやゲームパッドからの入力でシミュレーション車両をリアルタイムに操作します。

  • 入力デバイス: SDL2経由（Logitech G29、ゲームパッド等）
  • フォースフィードバック (FFB): バネ・ダンパー・クーロン摩擦モデル
  • ボタンマッピング: manual_drive.json で全ボタンをカスタマイズ（シフト、ウインカー、ヘッドライト、ハザード等）
  • ドメイン制御: 横方向・縦方向を独立して「手動」/「シナリオ」に割り当て
  • ウインカー自動キャンセル: ステアリング復帰で自動消灯（FSM搭載）
  • 設定: config/manual_drive.json または Web UI の ManualDrive設定パネル

詳細車両ダイナミクス (RealVehicle)

標準の簡易的な車両移動モデルを拡張し、より物理的な挙動を再現します。

  • サスペンション: バネ・ダンパーモデルによる加減速時のピッチングや旋回時のローリングを計算。
  • パワートレイン: エンジン回転数 (RPM) とトルクカーブ、ギア比に基づいた駆動力計算。
  • 設定: config/real_vehicle_params.json で車種ごとの物理パラメータを定義可能。

高度ライト制御 (Advanced Lighting)

車両のライト状態を詳細に管理・制御します。

  • OSC v1.2 対応: 標準では未対応の LightStateAction をパースし、シナリオからライトの点灯・点滅を制御可能。
  • AutoLight: 車両の状態変数を監視し、ライトを自動制御するロジックを搭載。
    • ブレーキランプ: 減速度が閾値を超えた際に自動点灯（チャタリング防止機能付き）。
    • ウインカー: 車線変更・右左折時に自動点滅。ManualDriveではボタン操作+ステアリング復帰で自動キャンセル。
    • バックランプ: リバースギア連動。

TrafficSignalController

OpenSCENARIOの信号制御機能を拡張します。

  • フェーズベース制御: 信号フェーズの自動サイクリング
  • OpenDRIVE連携: コントローラーリファレンスによる信号ID自動解決
  • キーファイル: src/scenario/GT_TrafficSignalController.*

地形・路面追従 (Terrain Tracking)

OpenDRIVEの道路ジオメトリをサンプリングし、車両の接地点に応じた姿勢制御を行います。

  • 簡略化されたレイキャストモデルで路面の勾配（法線ベクトル）を取得し、車両のピッチ・ロール姿勢に合成します。

OSIレポート拡張 (Enhanced OSI Reporting)

ADAS/AD開発向けに、OSI出力を強化しています。

  • HostVehicleData: 自車の操作入力値（ペダル開度やステアリング角）を SensorView に含めて送信。
  • 速度補正: 物理演算で得られたより正確な速度ベクトルをOSIメッセージに反映。
  • デュアル軌道: Ghost（理想軌道）とEgo（制御軌道）を同時出力。
  • ライト状態: 全ライトタイプの OSI 出力対応。

Web UI / Electron デスクトップアプリ

ブラウザまたはElectronアプリからシミュレーションを管理・実行するGUIです。

  • 技術スタック: FastAPI (Backend) + React/TypeScript/Vite (Frontend) + Electron (Desktop)
  • 主な機能: プロジェクト管理、シミュレーション実行、ManualDrive設定、ライブOSIモニター、REST API
  • 配布: Electronアプリとしてパッケージ化し、GT_Sim.exe で直接起動可能

3. 開発凍結中の機能

Python系機能は v0.8 で開発凍結しています。 PythonDriverController・Embedded Python・DriverScript関連の新機能追加は予定されていません。既存機能は引き続き利用可能です。

PythonDriverController

  • ビルドに常時含まれる必須機能（GT_ENABLE_EMBEDDED_PYTHON オプションは廃止済み）
  • GT_Sim 起動時に GT_Sim build: PythonDriverController=ENABLED が出力される
  • Embedded Python 3.12 を同梱

ビルド・導入

ルートディレクトリの CLAUDE.md または README.md (esmini本体) のビルド手順を参照してください。本モジュールはルートのビルドプロセスに自動的に含まれます。

フォルダ構成 (Refactored)

  • include/gt_esmini/core: 公開C APIと共通抽象 (IConfigLoader)
  • include/gt_esmini/scenario: OpenSCENARIO拡張 (GT_ScenarioReader, TrafficSignalController)
  • include/gt_esmini/io: UDP I/O
  • include/gt_esmini/control: ManualDrive制御 / 物理 / 姿勢更新 (ControllerManualDrive, RealVehicle, TerrainTracker, AutoLightController)
  • include/gt_esmini/osi: OSI/HostVehicleData連携
  • src/{core,scenario,io,control,osi}: 実装本体
  • config/: 実行時設定 (real_vehicle_params.json, host_vehicle_config.json, manual_drive.json)
  • web/: Web UI / Electron デスクトップアプリ

include規約

  • 外部利用コード: #include <gt_esmini/core/GT_esminiLib.hpp>
  • GT_esmini内部: #include "gt_esmini/..."