経路計画・ポテンシャル場法 戻る
Robotics · Path Planning

ロボット経路計画・ポテンシャル場法シミュレーター

引力・斥力ポテンシャルの合成場でロボット(点質量)の経路をリアルタイム計算。ポテンシャルカラーマップ、局所極小検出、簡易RRT比較機能付き。

パラメータ設定
ポテンシャル係数
引力係数 k_att1.00
斥力係数 k_rep1.00
斥力影響半径 d₀0.30
スタート/ゴール
スタート X0.10
スタート Y0.10
ゴール X0.90
ゴール Y0.90
障害物(3個)
経路長
反復回数
局所極小
計算時間 [ms]
経路効率
ゴール到達

ポテンシャル場法の数式

引力ポテンシャル:

$$U_{att} = \tfrac{1}{2} k_{att} \cdot d_{goal}^2$$

斥力ポテンシャル($d_{obs} < d_0$ のとき):

$$U_{rep} = \tfrac{1}{2} k_{rep} \left(\frac{1}{d_{obs}} - \frac{1}{d_0}\right)^2$$

合力:$\mathbf{F} = -\nabla(U_{att} + \sum U_{rep})$

CAE連携: 自律搬送ロボット(AGV/AMR)の経路計算 / スペースデブリ回避軌道の初期設計 / 構造最適化トポロジー設計の感度場との類似概念。

関連ツール

状態空間表現・可制御性解析
状態空間モデルの可制御性・可観測性行列・極配置法による状態フィードバックゲイ…
伝送線路・反射係数・インピーダンス整合シミュレーター
伝送線路の反射係数・定在波比(VSWR)・スミスチャート上のインピーダンス整…
待ち行列理論(M/M/1・M/M/c)
M/M/1・M/M/c待ち行列モデルの平均待ち時間・平均系内人数・利用率をリ…
PIDゲインチューニング計算
Ziegler-Nichols法・Cohen-Coon法・IMC法によるPI…