Neural Network Racing

using System;
using CarPhysicsTester;
 
public class CarBase
{
    /// <summary>
    /// Масса, кг
    /// </summary>
    public float Mass = 1500;
    /// <summary>
    /// Колесная база, м
    /// </summary>
    public float Length = 2.6f;
    /// <summary>
    /// Коэфф. сцепления колес с поверхностью
    /// </summary>
    public float Adhesion = 1f;
    /// <summary>
    /// Угол на который в данный момент повернуты передние колеса
    /// (рулевое управление), радианы
    /// </summary>
    public float SteeringAngle = 0;
    /// <summary>
    /// Текущий коэфф мощности двигателя (от 0 до 1)
    /// (выжимание газа)
    /// </summary>
    public float Throttle = 0;
    /// <summary>
    /// Мжщность двигателя, уе
    /// </summary>
    public float EnginePower = 15500;
    /// <summary>
    /// Тормоз
    /// </summary>
    public bool Breaks;
    /// <summary>
    /// Текущее положение центра автомобиля
    /// </summary>
    public Vector2 Pos;
    /// <summary>
    /// Текущее направление корпуса
    /// </summary>
    public Vector2 LookAt;
 
    /// <summary>
    /// Текущее направление движения (скорость), м/с
    /// </summary>
    public Vector2 Velocity { get; protected set; }
    /// <summary>
    /// Скольжение?
    /// </summary>
    public bool IsSliding;
    /// <summary>
    /// Чувствительность руля
    /// </summary>
    public float SteeringSens = 5f;
    /// <summary>
    /// Трение воздуха
    /// </summary>
    public float AirFriction = 0.05f;
    /// <summary>
    /// Трение при торможении
    /// </summary>
    public float BreaksFriction = 1f;
    /// <summary>
    /// Трение повернутых передних колес
    /// </summary>
    public float TireFriction = 0.3f;
 
    public CarBase()
    {
        LookAt = new Vector2(0, 1);
    }
 
    public void Update(float throttle, float steering, bool breaks, float dt)
    {
        //max steering angle
        var maxAngle = 30 * PointFHelper.ToRadians;
 
        //dump steering
        var k = SteeringSens * dt;
        var s = SteeringAngle;
        s = s * (1 - k) + steering * k;
        SteeringAngle = ToDiapason(s, -maxAngle, maxAngle);
        Throttle = ToDiapason(throttle, -1, 1f);
        Breaks = breaks;
 
        //F = ma
        var force = Throttle * EnginePower;//сила тяги
        Velocity += LookAt * (force * dt / Mass);
 
        //air friction
        Velocity -= Velocity * (AirFriction * dt);
 
        //tires friction
        var friction = TireFriction * Math.Abs(SteeringAngle);//трение повернутых шин
 
        //breaks
        if (Breaks)
            friction = BreaksFriction;
 
        Velocity -= Velocity.Projection(LookAt) * (friction * Adhesion * dt);
 
        //wheels position
        var frontWheel = Pos + LookAt * (Length / 2);
        var backWheel = Pos - LookAt * (Length / 2);
 
        backWheel = CalcWheelMoving(backWheel, LookAt, Velocity, dt);
        frontWheel = CalcWheelMoving(frontWheel, LookAt.Rotate(SteeringAngle), Velocity, dt);
 
        //new car orientation
        LookAt = (frontWheel - backWheel).Normalized();
 
        //calc new velocity
        var speed = Velocity.Length();
 
        var prev = Velocity;
        Velocity = LookAt * speed;
        Velocity = prev.MoveTowards(Velocity, 0.5f * Adhesion);
 
        //assign new pos
        Pos = Pos.Add(Velocity * dt);
    }
 
    float ToDiapason(float val, float min, float max)
    {
        if (val < min) return min;
        if (val > max) return max;
        return val;
    }
 
    private Vector2 CalcWheelMoving(Vector2 wheelPos, Vector2 wheelDir, Vector2 velocity, float dt)
    {
        //раскладываем скорости вдоль и поперек колеса
        var Vt = velocity.Projection(wheelDir);             //tangent component
        var Vn = velocity.Sub(Vt);                          //normal component
 
        //смещение колеса
        var moving = (Vt + Velocity) * 0.5f * dt;//с учетом скольжения
        //var moving = Vt * dt; //без учета скольжения
 
        return wheelPos.Add(moving);
    }
}