충돌 회피 프로세스

충돌체 수집

장면의 전체 월드 요소에 따라 봇에 대한 회피를 계산하는 것은 비용이 많이 듭니다. 또한 회피는 대부분 로컬이고 근처의 엔티티에 따라 달라지기 때문에 목적에 맞게 사용할 수 없습니다.

또한 지정된 프레임에서 피하려는 엔티티가 시간 일관성으로 인해 후속 프레임에서 거의 같을 수 있습니다. 따라서 NavMesh 전파 구조를 이용하면 근처의 잠재적 충돌체 목록을 구성할 수 있습니다. 지정된 프레임 속도로 이 목록을 업데이트해야만 합니다. 다음 그림은 피할 수 있는 엔티티를 표시하는 충돌체 수집 범위를 보여줍니다.

ColliderCollectorConfig에서 이 프로세스를 구성할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_colliderCollectorRadius – 잠재적 충돌체를 수집하는 봇 주위의 반지름을 미터 단위로 정의합니다.
• m_colliderCollectorHalfHeight – 잠재적 충돌체를 수집하는 봇 고도의 위와 아래 높이를 미터 단위로 정의합니다.
• m_colliderCollectorFramesBetweenUpdates – 잠재적 충돌체의 연속된 두 개의 수집 사이의 프레임 수를 정의합니다.

회피 속도 생성

지정된 시간에 있는 봇의 경우 엔티티가 다양한 범위의 잠재적 속도에 도달할 수 있습니다. 경로 따르기와 무질서한 동작을 방지하기 위해 회피 속도 세트를 고정된 범위로 제한할 수 있습니다.

먼저 전역 경로 따르기 방향을 결정해야 합니다. 경로 따르기 프로세스와 호환되도록 이 방향이 계산됩니다.

• 바로 가기 모드 – 경로에서 대상을 지원하는 현재 경로 가장자리의 방향을 사용합니다. 다음 그림은 회피의 참조 방향이 현재 경로 가장자리와 평행함을 보여줍니다.
  
• 채널 모드 – 현재 채널 섹션의 방향을 사용합니다. 다음 그림은 참조 방향이 현재 섹션의 두 게이트 사이의 방향에 평행함을 보여줍니다.
  

이제 경로 따르기 방향 주위로 N 회피 속도의 샘플을 생성합니다. 다음 그림은 생성된 속도 샘플을 보여주며 기본 점수는 모두 1.0입니다.

이러한 속도는 봇 구성에서 원하는 속도와 일치합니다. AvoidanceConfig에서 이러한 속도 샘플의 숫자와 각도 범위를 구성할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_avoidanceAngleSpan – 회피 속도에 대한 각도 범위(도)입니다.
• m_avoidanceSampleCount – 회피 속도에 대한 샘플 개수입니다.

이제 최상의 속도를 선택하기 위한 점수 프로세스를 수행할 수 있습니다.

충돌 시간

회피는 공간 및 시간에서 모두 로컬입니다. 수평선의 역할을 하는 시간 제한을 지정하고 각 샘플에 대해 수집한 충돌체를 사용하여 충돌 시간을 계산할 수 있습니다. 다음 그림은 지정된 프레임에 대해 계산된 충돌 시간을 보여줍니다.

충돌이 없거나 충돌이 구성된 시간 제한 이상인 경우 샘플 비용을 시간 제한으로 설정할 수 있습니다.

NavMesh/채널 경계

NavMesh/채널 경계의 거리에 따라 샘플을 점수화할 수 있습니다. 다음 그림은 NavMesh 외부로 나가는 샘플이 잘못된 점수를 얻는 것을 보여줍니다.

충돌 비율에 대한 시간

충돌 시간을 수평선으로 나누어 0.0에서 1.0f 사이의 비율을 계산할 수 있습니다. 여기서 1.0f는 가장 안전한 속도입니다. 다음 그림은 충돌 시간을 비율로 보여줍니다.

AvoidanceConfig에서 시간 수평선을 지정할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_minimalTimeToCollision – 장애물이 N초 미만에 다른 장애물과 충돌하는 경우 회피를 위해 이를 고려합니다.
• m_safetyDistance – 너무 가깝게 이동하는 것을 피하기 위한 충돌체 주위의 안전 거리입니다. 충돌체에서 떨어져 있도록 유지하는 속도를 선택하기 위해 안전한 거리만큼 충돌체의 크기를 약간 확장할 수 있습니다.

스무딩

샘플링은 단지 몇 도로 유효한 샘플과 잘못된 샘플을 구별하기 때문에 정확하지 않을 수 있습니다. 안전하지 않은 샘플을 선택하는 것을 방지하기 위해 인접한 샘플을 사용하여 각 속도 샘플에 대한 평균 충돌 시간 비율을 계산할 수 있습니다. 다음 그림은 스무딩 충돌 시간을 보여줍니다.

이제 충돌이 없는 안전한 속도를 선택할 수 있습니다. 그러나 여러 가지 가능성이 있으므로 다른 두 조건을 고려하여 결정할 수 있습니다.

원하는 속도

경로 따르기가 이미 원하는 속도를 생성했습니다. 이 속도를 이용하면 이 속도를 기준으로 멀리 떨어져 있는 정도에 따라 샘플을 점수화할 수 있습니다. 다음 그림은 멀리 떨어져 있는 정도에 따라 샘플을 점수화하기 위해 원하는 속도(녹색)를 사용하는 방법을 보여줍니다.

이전 속도

안정성을 더 높이기 위해 이전에 계산한 속도를 기준으로 유사한 계산을 수행할 수 있습니다. 다음 그림은 이전 속도(빨간색)에 따라 점수화하는 방법을 보여줍니다.

최종 점수를 위한 유틸리티 함수

각 샘플에 대해 다음 유틸리티 함수를 사용하여 최종 점수를 계산할 수 있습니다.

Final Score = (A * CollisionTimeRatio) + (B * DesiredVelocityDistance) + (C *  PreviousVelocityDistance)

AvoidanceConfig에서 A, B 및 C를 구성할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_timeToCollisionInfluence – 회피 속도 선택 시 충돌에 대한 시간의 영향입니다.
• m_desiredVelocityInfluence – 회피 속도 선택 시 원하는 속도의 영향입니다.
• m_previousVelocityInfluence – 회피 속도 선택 시 이전 속도의 영향입니다.

중지

좋은 회피 솔루션이 없는 경우 다음 충돌 시간이 지정된 임계값 미만인 경우 엔티티가 중지하도록 0의 속도를 반환할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_stopCollisionTime – stopCollisionTime초 미만에서 충돌을 피할 수 없는 경우 엔티티가 중지됩니다. 중지된 다음 불규칙한 이동을 방지하기 위해 잠시 동안 이 결정을 커밋하는 것이 좋습니다.
• m_stopWaitTime – 엔티티가 중지되면 stopWaitTime초를 기다렸다가 다시 이동합니다.

일부 경우 먼저 속도를 늦추거나 엔티티가 중지하는 기능을 비활성화할 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_enableSlowingDown – true로 설정되면 줄어든 속도를 사용하는 속도 후보를 고려합니다. 그렇지 않으면 Bot::GetDesiredSpeed() 길이를 사용하는 속도 후보만 고려합니다.
• m_enableStop – true로 설정되면 null 속도 후보를 고려합니다. 그렇지 않으면 AvoidanceSolver에서 봇의 중지를 고려하지 않기 때문에 이로 인해 때로는 충돌체를 강제로 통과합니다.

너무 오랫동안 차단되는 경우에도 강제로 통과하고 싶을 수 있습니다. 매개변수는 다음과 같습니다.

• m_enableForcePassage – true로 설정되면 한동안 다른 솔루션을 찾지 못하는 경우 충돌에 대한 솔루션이 허용됩니다.
• m_waitPassageTimeLimit – m_enableForcePassage가 true로 설정되면 m_waitPassageTimeLimit초가 지연된 후에만 강제로 통과합니다.
• m_forcePassageTimeLimit – m_enableForcePassage가 true로 설정되면 통과는 m_waitPassageTimeLimit초가 지연된 후에만 기껏해야 m_forcePassageTimeLimit초 동안 강제로 통과합니다.