未知な所でも障害物回避パスを見つける

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この章を学ぶ前に必要な知識
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要約

概要

そこに関する地図が詳細に分かっていないときに障害物を避けながらゴールまで向かう方法についてまとめます.ここではポテンシャル場による経路探索方法について紹介します.
ー 条件 ー
  • スタートとゴールの場所
  • 自身の場所が既知である必要あり
ー 効果 ー
  • 場所を詳しく知らず動的に障害物が変わってもリアルタイムに対応できる
  • スタートからゴールまで移動できる
ーポイントー
  • ポテンシャル法は局所最適解に嵌ってしまうのが欠点
  • その場その場で方向を決めることができるので柔軟で高速

解  説

ロボット等が未知な空間、場所でも障害物回避しながら移動経路を見つける手法について紹介します.他によく使われる種痘としてダイクストラ法やA*などによる探索やランダム性を取り入れたRRTなどがあげられます.これらは障害物が既知な状態で全てのパスを決定します.そこまで時間はかからないので、リアルタイムに障害物が変わっても再度パスを再構築すればよいのですが、ここではパスの生成がいらないポテンシャル法について紹介します.
未知な所でも障害物回避パスを見つける
ポテンシャル法の図解
ポテンシャル法では、人工的に ①スタートからゴールまでの勾配を用意. どのような勾配を用意するかは設計者による ②障害物の周りに高い勾配を設ける.障害物に近づかないようにする. の2点を重ね合わせたポテンシャル場を作成します. ロボットは、逐次このポテンシャル場の傾斜の強い方向に移動していくことで最終的にゴールの着く算段です. 常にその場で最も傾斜の強い方向への移動をしているため、障害物の場所が変わったとしてもそれに合わせてポテンシャル場を変更すれば、リアルタイムに方向転換などの対応可能です.
ポテンシャル法について
どの場合でもうまくいきそうな感触がありますが、ポテンシャル法では特に Local Minimum(局所最小解)でとまってしまうことがあります.
ポテンシャル法の欠点
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