JP7250564B2 - Route search program, route search device and route search method - Google Patents
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Description
本発明は、経路探索プログラム、経路探索装置及び経路探索方法に関する。 The present invention relates to a route search program, a route search device and a route search method.
経路探索は、例えば、初期状態(例えば、初期位置)から目標状態(例えば、目標位置)に至る最適経路を求めるために用いられる。経路探索のためのアルゴリズムは、様々に提案されている。 Route search is used, for example, to find an optimum route from an initial state (eg, initial position) to a target state (eg, target position). Various algorithms for route search have been proposed.
例えば、特開平11-102295号公報は、全探索法と実時間探索法を併用することにより、無駄な移動を低減してエネルギーの浪費を低減し得るとともに探索空間の動的変化にも追従し得る探索法を開示している。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-102295 discloses that by using both a full search method and a real-time search method, it is possible to reduce wasteful movements and energy consumption, and to follow dynamic changes in the search space. It discloses a search method to obtain
特開2016-048238号公報は、利用者の安全性をより高めるために、案内の際の道標となるランドマークの数及び切り替え頻度を少なくして、ナビゲーション画面を見る回数を減らすように構成されたナビゲーションシステムを開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2016-048238 is configured to reduce the number of landmarks that serve as signposts for guidance and the switching frequency to reduce the number of times the navigation screen is viewed, in order to further enhance the safety of the user. A navigation system is disclosed.
特開2017-41149号公報は、パスを検索し、更に当該パスを平滑化することで移動経路を生成する技術を開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2017-41149 discloses a technique of searching for a path and smoothing the path to generate a moving route.
経路探索における課題の一つは、使用されるメモリ量及び/又は計算時間の低減である。メモリ量及び/又は計算時間の低減の観点からの経路探索の改良には、技術的なニーズが存在する。 One of the challenges in pathfinding is reducing the amount of memory and/or computation time used. A technical need exists for improving pathfinding in terms of reducing memory size and/or computation time.
本発明の目的の一つは、経路探索において使用されるメモリ量及び/又は計算時間を低減することにある。本発明の他の目的及び新規な特徴は、下記の開示から当業者には理解されるであろう。 One object of the present invention is to reduce the amount of memory and/or computation time used in route searching. Other objects and novel features of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following disclosure.
以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を付しながら、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係の一例を示すために付加されたものである。 Means for solving the problems will be described below with reference to the symbols used in the "Mode for Carrying Out the Invention". These symbols are added to show an example of the correspondence relationship between the description of the "claims" and the "mode for carrying out the invention".
本発明の一の観点では、経路探索プログラム(6)が、所定の空間について経路探索を実行するステップをコンピュータ(100)に実行させる。該経路探索において、所定の空間における経路(13)が、制御点(14)の組を用いて規定される自由曲線として表われる。 In one aspect of the present invention, the route search program (6) causes the computer (100) to execute a route search for a predetermined space. In the route search, a route (13) in a given space appears as a free-form curve defined using a set of control points (14).
一実施形態では、経路探索の解候補のそれぞれが、所定の空間における経路(13)を規定する制御点(14)の組を含む。この場合、一実施形態では、経路探索を実行するステップが、解候補のうちから評価対象解候補を選択するステップと、評価対象解候補に含まれる制御点(14)の組によって規定される自由曲線として評価対象経路を生成するステップと、評価対象経路の経路コストを算出するステップと、評価対象経路の経路コストに基づいて、解候補のうちから最適経路に対応する最適解を探索するステップとを含む。 In one embodiment, each candidate pathfinding solution includes a set of control points (14) that define a path (13) in a given space. In this case, in one embodiment, the step of performing a path search includes the step of selecting a candidate solution to be evaluated from among the candidate solutions and a free space defined by a set of control points (14) included in the candidate solutions to be evaluated. a step of generating an evaluation target route as a curve, a step of calculating a route cost of the evaluation target route, and a step of searching for an optimum solution corresponding to the optimum route from among solution candidates based on the route cost of the evaluation target route. including.
一実施形態では、経路探索を実行するステップが、更に、所定の空間を区切ることによってセルを生成するステップを含んでいてもよい。このような実施形態では、経路コストが、評価対象経路が通過する少なくとも一つのセルについて定義されたコストに基づいて算出される。 In one embodiment, performing a route search may further comprise generating cells by partitioning the predetermined space. In such embodiments, the path cost is calculated based on costs defined for at least one cell traversed by the evaluated path.
一実施形態では、経路コストが、評価対象経路が通過するセルのうちから抽出された抽出セルについて定義されたコストに基づいて算出される。一実施形態では、抽出セルが、評価対象経路が通過するセルのうちからランダムに抽出されてもよい。 In one embodiment, the route cost is calculated based on the cost defined for the extracted cells extracted from among the cells through which the route to be evaluated passes. In one embodiment, the extraction cell may be randomly extracted from among the cells through which the route to be evaluated passes.
一実施形態では、経路探索を実行するステップが、更に、生成された複数のセルのうちから選択された特性設定セルに選択的に特性を設定するステップと、設定された特性に基づき、特性設定セルにコストを定義するステップとを含む。このような実施形態では、経路コストが、特性設定セルのうち評価対象経路が通過するセルについて定義されたコストに基づいて計算されてもよい。また、評価対象解候補に含まれる制御点(14)のそれぞれの位置が、特性設定セルのいずれかの位置として定義されてもよい。 In one embodiment, the step of performing pathfinding further comprises selectively setting properties on selected property-setting cells from among the plurality of generated cells; and defining a cost for the cell. In such embodiments, the path costs may be calculated based on the costs defined for the characterization cells through which the path under evaluation passes. Further, each position of the control point (14) included in the candidate solution to be evaluated may be defined as any position of the property setting cell.
一実施形態では、経路(13)を表す自由曲線が、ベジェ曲線、スプライン曲線及びB-スプライン曲線のいずれかを含んでいる。 In one embodiment, the free-form curves representing path (13) include any of Bezier curves, spline curves and B-spline curves.
一実施形態では、経路探索を実行するステップが、所定の空間に、初期位置(11)と、目標位置(12)と、少なくとも一の小目標位置(15)とを設定するステップと、経路探索を、小目標位置(15)を用いて複数の小問題に分割するステップとを含んでいてもよい。このような実施形態では、小問題のそれぞれにおいて、経路(13)が、制御点(14)の組を用いて規定される自由曲線として表われてもよい。 In one embodiment, the step of performing a route search includes setting an initial position (11), a target position (12), and at least one sub-target position (15) in a predetermined space; into a plurality of sub-problems using the sub-target locations (15). In such an embodiment, in each sub-problem the path (13) may appear as a free-form curve defined using a set of control points (14).
一実施形態では、経路探索装置が、記憶装置(1)と、所定の空間について経路探索を実行し、経路探索によって得られた最適経路を表すデータを記憶装置(1)に格納するプロセッサ(2)とを備えている。該経路探索において、所定の空間における経路(13)が、制御点(14)の組を用いて規定される自由曲線として表われる。 In one embodiment, a route search device includes a storage device (1) and a processor (2) that executes a route search for a predetermined space and stores data representing the optimum route obtained by the route search in the storage device (1). ) and In the route search, a route (13) in a given space appears as a free-form curve defined using a set of control points (14).
一実施形態では、経路探索方法が、コンピュータ(100)が、所定の空間について経路探索を実行するステップを含む。該経路探索において、所定の空間における経路(13)が、制御点(14)の組を用いて規定される自由曲線として表われる。 In one embodiment, a routefinding method includes the step of computer (100) performing a routefinding over a predetermined space. In the route search, a route (13) in a given space appears as a free-form curve defined using a set of control points (14).
本発明によれば、経路探索において使用されるメモリ量及び/又は計算時間を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the amount of memory and/or computation time used in route searching.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の説明において同一の構成要素は、同一の参照符号で示されることがある。また、同一の構成要素を互いに区別する場合、添字を付することがある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same constituent elements may be denoted by the same reference numerals. Moreover, when distinguishing the same component from each other, a subscript may be attached.
図1は、一実施形態における経路探索装置100の構成を示すブロック図である。一実施形態では、経路探索装置100は、経路探索を行うコンピュータとして構成されており、外部記憶装置1とプロセッサ2と主記憶装置3と入力装置4と表示装置5とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a
外部記憶装置1は、経路探索を行うために用いられる様々なデータ及びプログラムを記憶する非一時的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)である。外部記憶装置1には、経路探索プログラム6がインストールされている。経路探索プログラム6は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたコンピュータプログラム製品として提供されてもよく、又は、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。
The
プロセッサ2は、経路探索プログラム6を実行して経路探索を行う。主記憶装置3は、プロセッサ2が経路探索プログラム6を実行するためのワークエリアとして用いられる。入力装置4は、経路探索装置100への指示をユーザが入力するためのユーザインターフェースとして用いられる。入力装置4は、例えば、キーボード及びマウスを含んでいてもよい。表示装置5は、経路探索の結果を表示するために用いられる。一実施形態では、表示装置5は、プロセッサ2による制御の下、経路探索によって得られた最適経路を表示する。当業者に知られているように、経路探索のアルゴリズムによっては、真の最適経路が得られるとは限らず、準最適経路と呼ばれる近似的な最適経路が得られる場合がある。本明細書でいう「最適経路」は、真の最適経路と準最適経路の両方を含む概念である。
The processor 2 executes a route search program 6 to search for a route. The main memory device 3 is used as a work area for the processor 2 to execute the route search program 6 . The input device 4 is used as a user interface for the user to input instructions to the
一実施形態では、図2に示すように、経路探索において、対象の空間における経路13が、複数の制御点14の組を用いて規定される自由曲線として表される。このとき、一実施形態では、初期位置11及び目標位置12にある点が、全ての経路13に共通の制御点14として用いられてもよい。経路探索の対象の空間は、3次元であってもよく、また、2次元であってもよい。
In one embodiment, in pathfinding, a path 13 in the space of interest is represented as a free-form curve defined using a set of
例えば、図2の例では、初期位置11と目標位置12とを結ぶ経路131が、制御点141によって規定される自由曲線として表される。同様に、経路132が、制御点142によって規定される自由曲線として表され、経路133が、制御点143によって規定される自由曲線として表される。経路13を表す自由曲線としては、例えば、ベジェ曲線やスプライン曲線が使用され得る。 For example, in the example of FIG. 2, the path 13-1 connecting the initial position 11 and the target position 12 is represented as a free curve defined by the control points 14-1 . Similarly, path 13-2 is represented as a free-form curve defined by control point 14-2 , and path 13-3 is represented as a free-form curve defined by control point 14-3 . As a free-form curve representing the path 13, for example, a Bezier curve or a spline curve can be used.
制御点14は、必ずしも、経路13の上にあるとは限らない。例えば、経路13がベジェ曲線を用いて表される場合、当該ベジェ曲線を規定する制御点14は、必ずしも当該ベジェ曲線の上にあるとは限らない。
このような実施形態では、経路探索における解候補のそれぞれが、制御点14の組を用いて定義されることになる。特に経路13が滑らかである場合には、比較的少数の制御点14の組で様々な経路13を表すことができるので、各解候補を制御点14の組を用いて定義することにより、経路13を表すデータを保持するために用いられるメモリの容量、例えば、外部記憶装置1及び主記憶装置3の容量を低減することができる。加えて、各解候補を制御点14の組を用いて定義することで、探索空間を狭くすることもできる。これは、計算時間の低減に有効である。
In such an embodiment, each candidate solution in the pathfinding would be defined using a set of control points 14 . Since various paths 13 can be represented by a relatively small number of sets of control points 14, especially when the paths 13 are smooth, by defining each solution candidate using a set of control points 14, the path 13, for example, the capacity of the
経路探索の対象の空間における経路13は、制御点14の組に加えて、他のパラメータを用いて規定される自由曲線として表されてもよい。例えば、経路13を表すためにB-スプライン曲線が用いられてもよい。この場合、経路13が、制御点14の組とノットベクトルとで規定される自由曲線として表され、各解候補は、制御点14の組とノットベクトルとを含むことになる。 The path 13 in the path search target space may be represented as a free-form curve defined using other parameters in addition to the set of control points 14 . For example, a B-spline curve may be used to represent path 13 . In this case, the path 13 is expressed as a free-form curve defined by a set of control points 14 and a knot vector, and each solution candidate includes a set of control points 14 and a knot vector.
一実施形態では、経路探索が、図3に示す手順で行われる。図3に示す手順による経路探索は、プロセッサ2によって経路探索プログラム6を実行することによって行われる。 In one embodiment, a route search is performed according to the procedure shown in FIG. The route search according to the procedure shown in FIG. 3 is performed by executing the route search program 6 by the processor 2 .
ステップS01では、経路探索の対象の空間を区切ることにより、セルが生成される。該対象の空間が3次元空間である場合、3次元セルが生成され、該対象の空間が2次元空間である場合、2次元セルが生成される。図2では、生成されたセルが、マス目として図示されている。 In step S01, cells are generated by partitioning a space to be searched for a route. If the space of interest is a three-dimensional space, a three-dimensional cell is generated, and if the space of interest is a two-dimensional space, a two-dimensional cell is generated. In FIG. 2, the generated cells are illustrated as grids.
ステップS02では、各セルの特性を表すセル特性データが各セルに設定される。一実施形態では、経路探索の対象の空間の各位置の特性を表す空間特性データが用意され、該空間特性データに基づいて各セルにセル特性データが設定されてもよい。 In step S02, cell characteristic data representing the characteristics of each cell is set for each cell. In one embodiment, spatial characteristic data representing the characteristics of each position in the space for route search may be prepared, and cell characteristic data may be set for each cell based on the spatial characteristic data.
ステップS03では、最適経路に対応する最適解が解候補のうちから探索される。上述のように、経路13が制御点14の組で表される実施形態では、各解候補は制御点14の組を含んでいる。経路13が制御点14の組及び他のパラメータ(例えば、ノットベクトル)で表される実施形態では、各解候補は、制御点14の組及び該パラメータを含んでいる。一実施形態では、ステップS01において生成されたセルのうちの適宜のセルが解候補の制御点14として選択され、該セルの位置が該制御点14の位置として定義されてもよい。
In step S03, the optimum solution corresponding to the optimum route is searched from the solution candidates. As described above, in embodiments where path 13 is represented by a set of control points 14, each candidate solution includes a set of control points 14. FIG. In embodiments in which the path 13 is represented by a set of control points 14 and other parameters (eg, knot vectors), each solution candidate includes a set of control points 14 and the parameters. In one embodiment, an appropriate cell among the cells generated in step S01 may be selected as the solution
最適解の探索は、適宜の最適化アルゴリズムを用いて行ってもよい。例えば、次に列挙する最適化アルゴリズム:遺伝的アルゴリズム、粒子群最適化、蟻コロニー最適化、ランダム法、シンプレックス法、山登り法、焼き鈍し法及びタブー検索が、最適解の探索に用いられ得る。 The search for the optimum solution may be performed using an appropriate optimization algorithm. For example, the optimization algorithms listed below: genetic algorithm, particle swarm optimization, ant colony optimization, random method, simplex method, hill climbing method, annealing method and tabu search can be used to search for the optimal solution.
最適解の探索においては、経路コストを指標として用いながら解候補に対応する経路が評価される。一実施形態では、解候補のうちから評価対象解候補が選択され、評価対象解候補が表す経路の経路コストが、図4に示す手順で計算される。 In the search for the optimum solution, routes corresponding to solution candidates are evaluated using the route cost as an index. In one embodiment, evaluation target solution candidates are selected from among the solution candidates, and the route cost of the route represented by the evaluation target solution candidates is calculated according to the procedure shown in FIG.
ステップS11では、評価対象解候補に対応する評価対象経路が生成される。評価対象経路は、解候補に含まれる制御点14の組及び(もし含まれるならば)他のパラメータによって規定される自由曲線として生成される。 In step S11, an evaluation target route corresponding to the evaluation target solution candidate is generated. The evaluated path is generated as a free-form curve defined by the set of control points 14 included in the candidate solution and other parameters (if included).
ステップS12では、生成された評価対象経路が通過するセルが特定される。 In step S12, cells through which the generated evaluation target route passes are specified.
ステップS13では、評価対象経路が通過するセルのそれぞれについて、コストが定義される。一実施形態では、評価対象経路が通過するセルのコストは、それぞれのセルに設定されたセル特性データに基づいて計算される。 In step S13, a cost is defined for each cell through which the route to be evaluated passes. In one embodiment, the cost of the cells through which the route to be evaluated passes is calculated based on the cell characteristic data set for each cell.
ステップS14では、評価対象経路が通過するセルのコストに基づいて、経路コストが計算される。一実施形態では、評価対象経路が通過するセルについて定義されたコストの総和が、当該評価対象経路の経路コストとして計算される。図2の例では、経路131、132、133の経路コストが、それぞれ、258、369、147と算出される。 In step S14, the route cost is calculated based on the cost of the cells through which the route to be evaluated passes. In one embodiment, the sum of the costs defined for the cells through which the evaluation target route passes is calculated as the route cost of the evaluation target route. In the example of FIG. 2, the route costs of routes 13 1 , 13 2 and 13 3 are calculated as 258, 369 and 147, respectively.
最適経路に対応する最適解は、このような手順で算出される経路コストを指標として用いながら解候補のうちから探索される。なお、探索される最適解は、一つには限定されず、複数の最適解が探索されてもよい。一実施形態では、最適経路を表すデータ、例えば探索された最適解が、外部記憶装置1に格納される。
The optimum solution corresponding to the optimum route is searched from the solution candidates using the route cost calculated by such procedure as an index. In addition, the optimum solution to be searched is not limited to one, and a plurality of optimum solutions may be searched. In one embodiment, data representing the optimal path, eg, the optimal solution found, is stored in the
図3に戻り、ステップS04では、探索された最適解に基づき、最適経路が表示装置5に表示される。表示装置5に最適経路が表示されることで、ユーザは、最適経路を視覚的に認識できる。 Returning to FIG. 3, in step S04, the optimum route is displayed on the display device 5 based on the searched optimum solution. By displaying the optimum route on the display device 5, the user can visually recognize the optimum route.
他の実施形態では、図5、図6に示すように、経路コストの算出の手順が変更される。図6を参照して、ステップS21、S22では、評価対象解候補に対応する評価対象経路の生成、及び、該評価対象経路が通過するセルの特定が、上述のステップS11、S12と同様にして行われる。 In another embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the route cost calculation procedure is modified. Referring to FIG. 6, in steps S21 and S22, generation of an evaluation target path corresponding to an evaluation target solution candidate and identification of cells through which the evaluation target path passes are performed in the same manner as steps S11 and S12 described above. done.
ステップS23では、評価対象経路が通過するセルのうちから、適宜の手法によって抽出セルが抽出される。一実施形態では、評価対象経路が通過するセルのうちからランダムに抽出セルが抽出されてもよい。 In step S23, an extraction cell is extracted by an appropriate technique from among the cells through which the evaluation target route passes. In one embodiment, an extraction cell may be randomly extracted from among the cells through which the route to be evaluated passes.
ステップS24では、ステップS23で抽出された抽出セルのコストが定義される。抽出セルとして抽出されなかったセルについては、コストは定義されない。一実施形態では、各抽出セルのコストが、当該抽出セルに設定されたセル特性データに基づいて計算される。 At step S24, the cost of the extracted cell extracted at step S23 is defined. No cost is defined for cells that are not extracted as extracted cells. In one embodiment, the cost of each extracted cell is calculated based on the cell characteristic data set for that extracted cell.
ステップS25では、抽出セルについて定義されたコストに基づいて評価対象経路の経路コストが計算される。抽出セルとして抽出されなかったセルは、経路コストには影響しない。一実施形態では、抽出セルについて定義されたコストの総和が、当該評価対象経路の経路コストとして計算される。図5の例では、経路131、132、133の経路コストが、それぞれ、25、36、14と算出される。 In step S25, the route cost of the evaluation target route is calculated based on the costs defined for the extracted cell. Cells that are not extracted as extraction cells do not affect path costs. In one embodiment, the sum of the costs defined for the extracted cells is calculated as the path cost of the evaluated path. In the example of FIG. 5, the route costs of routes 13 1 , 13 2 and 13 3 are calculated as 25, 36 and 14, respectively.
図6に示す手順によれば、コストの計算時間を短縮することができる。コストの計算時間が大きい場合、抽出セルについてのみ計算されたコストに基づいて経路コストを算出する上記の手法を採用することで、最適経路の探索における計算時間を大きく短縮することができる。 According to the procedure shown in FIG. 6, the cost calculation time can be shortened. When the cost calculation time is long, the calculation time for searching for the optimum route can be greatly reduced by adopting the above method of calculating the route cost based on the cost calculated only for the extracted cell.
更に他の実施形態では、図7、図8に示すように、経路探索の手順が変更される。図8を参照して、ステップS31では、セルの生成が、上述のステップS01と同様にして行われる。 In yet another embodiment, the route search procedure is modified as shown in FIGS. 7 and 8. FIG. Referring to FIG. 8, in step S31, cell generation is performed in the same manner as in step S01 described above.
ステップS32では、生成されたセルのうちから、適宜の手法によって特性設定セルが選択される。特性設定セルとは、続くステップS33においてセル特性データが設定されるセルである。一実施形態では、ステップS31で生成されたセルのうちからランダムに特性設定セルが選択されてもよい。図7では、特性設定セルが、ハッチングされたマス目として図示されている。 In step S32, a characteristic setting cell is selected from the generated cells by an appropriate method. A characteristic setting cell is a cell for which cell characteristic data is set in subsequent step S33. In one embodiment, characterization cells may be randomly selected from among the cells generated in step S31. In FIG. 7, characterization cells are illustrated as hatched squares.
図8に戻り、ステップS33では、各特性設定セルにセル特性データが選択的に設定される。特性設定セルとして選択されていないセルについては、セル特性データは設定されない。一実施形態では、経路探索の対象の空間の各位置の特性を表す空間特性データが用意され、該空間特性データに基づいて各特性設定セルにセル特性データが設定されてもよい。 Returning to FIG. 8, in step S33, cell characteristic data is selectively set in each characteristic setting cell. Cell property data is not set for cells that are not selected as property-setting cells. In one embodiment, space characteristic data representing characteristics of each position in the space for route search may be prepared, and cell characteristic data may be set in each characteristic setting cell based on the spatial characteristic data.
ステップS34では、最適経路に対応する最適解が解候補のうちから探索される。最適経路に対応する最適解は、経路コストを指標として用いながら解候補のうちから探索される。 In step S34, the optimum solution corresponding to the optimum route is searched from the solution candidates. The optimum solution corresponding to the optimum route is searched among the solution candidates using the route cost as an index.
一実施形態では、ステップS32において選択された特性設定セルのうちの適宜の特性設定セルが解候補の制御点14として選択され、選択された特性設定セルの位置が該制御点14の位置として定義される。特性設定セルではないセルは、制御点14として選択されない。このような実施形態では、探索空間が、特性設定セルに限定されるので、探索空間を狭くすることができる。これは、計算時間の短縮に有効である。
In one embodiment, an appropriate characterizing cell among the characterizing cells selected in step S32 is selected as the
ステップS35では、探索された最適解に基づき、最適経路が表示装置5に表示される。表示装置5に最適経路が表示されることで、ユーザは、最適経路を視覚的に認識できる。 In step S35, the optimum route is displayed on the display device 5 based on the searched optimum solution. By displaying the optimum route on the display device 5, the user can visually recognize the optimum route.
一実施形態では、ステップS34における最適解の探索では、評価対象経路の経路コストの算出が、図9に示す手順で行われる。ステップS41、S42では、評価対象解候補に対応する評価対象経路の生成、及び、該評価対象経路が通過するセルの特定が、上述のステップS11、S12と同様にして行われる。 In one embodiment, in the search for the optimum solution in step S34, the calculation of the route cost of the evaluation target route is performed according to the procedure shown in FIG. In steps S41 and S42, generation of an evaluation target route corresponding to the evaluation target solution candidate and identification of cells through which the evaluation target route passes are performed in the same manner as steps S11 and S12 described above.
ステップS43では、経路13が通過し、かつ、ステップS32において特性設定セルとして選択されたセルのコストが定義される。経路13が通過するセルであっても、特性設定セルではないセルについては、コストは定義されない。一実施形態では、経路13が通過し、かつ、特性設定セルであるセルのコストが、ステップS33において該特性設定セルに設定されたセル特性データに基づいて計算される。 In step S43, the cost of the cell traversed by path 13 and selected as the characterizing cell in step S32 is defined. No cost is defined for cells that are not characterization cells, even if path 13 passes through them. In one embodiment, the cost of a cell traversed by path 13 and which is a characterizing cell is calculated based on the cell characterization data set for the characterizing cell in step S33.
ステップS44では、経路13が通過する特性設定セルについて定義されたコストに基づいて経路コストが計算される。一実施形態では、経路13が通過する特性設定セルについて定義されたコストの総和が、当該経路の経路コストとして計算される。図7の例では、経路131、132、133の経路コストが、それぞれ、12、18、7と算出される。 In step S44, path costs are calculated based on the costs defined for the characterization cells through which path 13 passes. In one embodiment, the sum of the costs defined for the characterization cells traversed by path 13 is computed as the path cost for that path. In the example of FIG. 7, the route costs of routes 13 1 , 13 2 and 13 3 are calculated as 12, 18 and 7, respectively.
図8、図9に示す手順によれば、コストの計算時間を短縮することができる。コストの計算時間が大きい場合、特性設定セルについて計算されたコストに基づいて経路コストを算出する上記の手法を採用することで、最適経路の探索における計算時間を大きく短縮することができる。加えて、セル特性データが設定された特性設定セルのみが制御点として選択されるので、探索空間を狭くすることができる。これは、計算時間の短縮に有効である。 According to the procedure shown in FIGS. 8 and 9, the cost calculation time can be shortened. When the cost calculation time is long, the calculation time for searching the optimum route can be greatly reduced by adopting the above method of calculating the route cost based on the cost calculated for the characterization cell. In addition, the search space can be narrowed because only characteristic setting cells in which cell characteristic data is set are selected as control points. This is effective in shortening the calculation time.
更に他の実施形態では、図10に示すように、初期位置11と目標位置12に加え、少なくとも一の小目標位置15が設定され、経路探索が小問題に分割される。図10には、2つの小目標位置151、152が設定される例が図示されている。図10の例では、初期位置11から目標位置12までの経路探索が、下記の3つの小問題に分割される。
(1)初期位置11から小目標位置151までの経路探索
(2)小目標位置151から小目標位置152までの経路探索
(3)小目標位置152から目標位置12までの経路探索
In yet another embodiment, as shown in FIG. 10, in addition to the initial position 11 and the target position 12, at least one sub-target position 15 is set to divide the route search into sub-problems. FIG. 10 shows an example in which two small target positions 15 1 and 15 2 are set. In the example of FIG. 10, the route search from initial position 11 to target position 12 is divided into the following three sub-problems.
(1) Route search from initial position 11 to small target position 15 1 (2) Route search from small target position 15 1 to small target position 15 2 (3) Route search from small target position 15 2 to target position 12
小問題のそれぞれが、上述された経路探索と同様にして解かれる。小問題のそれぞれを解く際、経路探索の対象の空間における経路13が、複数の制御点14の組を用いて規定される自由曲線として表される。図10の例では、小目標位置151から小目標位置152までの経路131、132、133が、それぞれ、制御点141、142、143を用いて規定される自由曲線として表されている。このとき、小目標位置151、152にある点が、全ての経路13に共通の制御点として用いられてもよい。初期位置11から小目標位置151までの経路、及び小目標位置152から目標位置12までの経路も、複数の制御点14の組を用いて規定される自由曲線として表される。
Each of the subproblems is solved in a manner similar to the pathfinding described above. When solving each of the sub-problems, the path 13 in the path search target space is expressed as a free-form curve defined using a set of a plurality of control points 14 . In the example of FIG. 10, the paths 13 1 , 13 2 , 13 3 from the minor target position 15 1 to the minor target position 15 2 are defined using
このような実施形態では、小問題の計算処理が完了する毎に最適経路が部分的に生成されるため、初期位置11から目標位置12までの経路探索が完全に終了する前に、部分的に生成された最適経路に基づいた行動を実行することができる。例えば、経路探索が、実空間における物体の移動の制御又はシミュレーションにおけるモデルの移動の制御に用いられる場合、経路探索が完全に終了する前に、部分的に生成された最適経路に基づいて物体又はモデルの移動を開始できる。 In such an embodiment, the optimal route is partially generated each time the calculation process of the sub-problem is completed. Actions based on the generated optimal path can be performed. For example, when pathfinding is used to control the movement of an object in real space or to control the movement of a model in a simulation, the object or You can start moving the model.
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。本発明が種々の変更と共に実施され得ることは、当業者には理解されよう。 Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be practiced with various modifications.
100 :経路探索装置
1 :外部記憶装置
2 :プロセッサ
3 :主記憶装置
4 :入力装置
5 :表示装置
6 :経路探索プログラム
11 :初期位置
12 :目標位置
13、131~133:経路
14、141~143:制御点
151、152:小目標位置
100: Route search device 1: External storage device 2: Processor 3: Main storage device 4: Input device 5: Display device 6: Route search program 11: Initial position 12: Target position 13, 13 1 to 13 3 :
Claims (10)
前記経路探索において、前記所定の空間における経路が、制御点の組を用いて規定される自由曲線として表われ、
前記経路探索の解候補のそれぞれが、前記所定の空間における経路を規定する制御点の組を含み、
前記経路探索を実行するステップは、
前記解候補のうちから評価対象解候補を選択するステップと、
前記評価対象解候補に含まれる制御点の組によって規定される自由曲線として評価対象経路を生成するステップと、
前記評価対象経路の経路コストを算出するステップと、
前記評価対象経路の前記経路コストに基づいて、前記解候補のうちから最適経路に対応する最適解を探索するステップ
とを含む
経路探索プログラム。 A route search program for causing a computer to execute a step of executing a route search for a predetermined space,
In the route search, a route in the predetermined space appears as a free-form curve defined using a set of control points ,
each of the route search solution candidates includes a set of control points defining a route in the predetermined space;
The step of executing the route search includes:
selecting a candidate solution to be evaluated from among the candidate solutions;
generating an evaluation target path as a free-form curve defined by a set of control points included in the evaluation target solution candidates;
calculating a route cost of the evaluation target route;
searching for an optimum solution corresponding to the optimum route from among the solution candidates based on the route cost of the evaluation target route;
including and
Pathfinding program.
前記経路探索を実行するステップが、更に、前記所定の空間を区切ることによって複数のセルを生成するステップを含み、
前記経路コストが、前記評価対象経路が通過する少なくとも一つのセルについて定義されたコストに基づいて算出される
経路探索プログラム。 The route search program according to claim 1 ,
performing the pathfinding step further comprising generating a plurality of cells by partitioning the predetermined space;
A route search program, wherein the route cost is calculated based on a cost defined for at least one cell through which the evaluation target route passes.
前記経路コストが、前記評価対象経路が通過するセルのうちから抽出された抽出セルについて定義されたコストに基づいて算出される
経路探索プログラム。 A route search program according to claim 2 ,
A route search program, wherein the route cost is calculated based on a cost defined for an extracted cell extracted from cells through which the evaluation target route passes.
前記抽出セルが、前記評価対象経路が通過するセルのうちからランダムに抽出される
経路探索プログラム。 A route search program according to claim 3 ,
A route search program in which the extraction cell is randomly extracted from cells through which the evaluation target route passes.
前記経路探索を実行するステップが、更に、生成された前記複数のセルのうちから選択された特性設定セルに選択的に特性を設定するステップと、
設定された前記特性に基づき、前記特性設定セルにコストを定義するステップ
とを含み、
前記経路コストが、前記特性設定セルのうち前記評価対象経路が通過するセルについて定義されたコストに基づいて計算される
経路探索プログラム。 A route search program according to claim 2 ,
the step of performing route searching further selectively sets properties to property-setting cells selected from among the generated plurality of cells;
defining a cost in the property setting cell based on the property that is set;
A route search program, wherein the route cost is calculated based on a cost defined for a cell through which the evaluation target route passes among the property setting cells.
前記評価対象解候補に含まれる制御点のそれぞれの位置が、前記特性設定セルのいずれかの位置として定義される
経路探索プログラム。 A route search program according to claim 5 ,
A route search program, wherein each position of a control point included in the evaluation target solution candidate is defined as one of the positions of the characteristic setting cells.
前記自由曲線が、ベジェ曲線、スプライン曲線及びB-スプライン曲線のいずれかを含む
経路探索プログラム。 A route search program according to any one of claims 1 to 6 ,
The path search program, wherein the free-form curve includes any one of a Bezier curve, a spline curve and a B-spline curve.
前記経路探索を実行するステップが、
前記所定の空間に、初期位置と、目標位置と、少なくとも一の小目標位置とを設定するステップと、
前記経路探索を、前記小目標位置を用いて複数の小問題に分割するステップ
とを含み、
前記複数の小問題のそれぞれにおいて、経路が制御点の組を用いて規定される自由曲線として表われる
経路探索プログラム。 A route search program according to any one of claims 1 to 7 ,
The step of performing the route search includes:
setting an initial position, a target position, and at least one small target position in the predetermined space;
dividing the pathfinding into a plurality of sub-problems using the sub-target locations;
A path search program in which a path appears as a free-form curve defined by using a set of control points in each of the plurality of sub-problems.
所定の空間について経路探索を実行し、前記経路探索によって得られた最適経路を表すデータを前記記憶装置に格納するプロセッサ
とを備え、
前記経路探索において、前記所定の空間における経路が、制御点の組を用いて規定される自由曲線として表われ、
前記経路探索の解候補のそれぞれが、前記所定の空間における経路を規定する制御点の組を含み、
前記プロセッサが、前記経路探索において、前記解候補のうちから評価対象解候補を選択し、前記評価対象解候補に含まれる制御点の組によって規定される自由曲線として評価対象経路を生成し、前記評価対象経路の経路コストを計算し、前記評価対象経路の前記経路コストに基づいて、前記解候補のうちから最適経路に対応する最適解を探索するように構成された
経路探索装置。 a storage device;
a processor that executes a route search for a predetermined space and stores data representing an optimum route obtained by the route search in the storage device;
In the route search, a route in the predetermined space appears as a free-form curve defined using a set of control points ,
each of the route search solution candidates includes a set of control points defining a route in the predetermined space;
In the route search, the processor selects evaluation target solution candidates from the solution candidates, generates an evaluation target route as a free-form curve defined by a set of control points included in the evaluation target solution candidates, and configured to calculate a route cost of an evaluation target route and search for an optimum solution corresponding to the optimum route from among the solution candidates based on the route cost of the evaluation target route
Pathfinding device.
前記経路探索において、前記所定の空間における経路が、制御点の組を用いて規定される自由曲線として表われ、
前記経路探索の解候補のそれぞれが、前記所定の空間における経路を規定する制御点の組を含み、
前記経路探索を実行するステップが、
前記解候補のうちから評価対象解候補を選択するステップと、
前記評価対象解候補に含まれる制御点の組によって規定される自由曲線として評価対象経路を生成するステップと、
前記評価対象経路の経路コストを計算するステップと、
前記評価対象経路の前記経路コストに基づいて、前記解候補のうちから最適経路に対応する最適解を探索するステップ
とを含む
経路探索方法。 a computer performing a pathfinding for a given space;
In the route search, a route in the predetermined space appears as a free-form curve defined using a set of control points ,
each of the route search solution candidates includes a set of control points defining a route in the predetermined space;
The step of performing the route search includes:
selecting a candidate solution to be evaluated from among the candidate solutions;
generating an evaluation target path as a free-form curve defined by a set of control points included in the evaluation target solution candidates;
calculating a path cost of the evaluated path;
searching for an optimum solution corresponding to the optimum route from among the solution candidates based on the route cost of the evaluation target route;
including and
Pathfinding method.
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