超軽量経路探索 for Unity

自作三次元経路探索
アルゴリズムのお話

経路探索アルゴリズム例
• A*(ｴｰｽﾀｰ)
– 各点(ﾉｰﾄﾞ)を評価し最短経路を導く
– 障害物を避ける経路を必ず見つける
– 処理が重く評価を行う指標が必要
• 幅優先探索
– 始点から近い順に各点を辿る
– 障害物を避ける経路を必ず見つける
– 全ての経路を探索するため計算量が莫大

経路探索の問題点
計算量のせいで処理が重い！
– 三次元となるとなおさら
– 重くて複数同時に処理を回せない
理由は？
「計算対象(ノード)」が多すぎるのではないか

解決策(for Unity)
• Bounds(バウンス)を用いる
– AABB(軸平行境界ボックス)
– 「バウンディングボックス」ともいう
– オブジェクトを囲んでいる(下画像の紫部)
目的：計算対象を減らす

解決策(for Unity)
• Raycast(レイキャスト)を用いる
– 不可視の光線を飛ばし衝突判定を行う
– Debug.DrawRay(引数色々)で描画可能
– 「SphereCast(ｽﾌｨｱｷｬｽﾄ)」も存在する

アルゴリズム
1. 自座標から目標座標へRayを飛ばす
自分
障
害
物
目標
間に障害物がなければ直線的に移動

目標
アルゴリズム
2. 障害物が存在する際、障害物のBouns情報を取得
自分
障
害
物！
))) 目標
自分
障
害
物
Bouds
情報

アルゴリズム
3. Bouns情報からノードを4つ作成
障
害
物
上
1. 情報からボックスの角の座標を取得
2. 中心から離れるベクトル方向へ座標
ずらし(障害物から離れさせる)
3. 自分の現在高さへ調整
||
計算対象が4つのみで良くなった！

アルゴリズム
4. ノードを絞り込む
障
害
物
• 自分から見えないもの
• ほぼ正面にあるもの
除外条件
自
相
除外対象
(例)

アルゴリズム
5. 距離の合計から最も短いルートを選択
自
相
障害物を跨ぐような経路は
考慮しないよう配慮する

メリット
• 動作がかなり軽い
• 三次元的な経路探索が可能
デメリット
• 複雑な形状や穴が開いた障害物に対応不可
• 障害物が隣り合っていると探索が上手くいかな
いときがある(再探索で対応可能)
• 上下の経路作成に未対応

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