MiCaDo Projektbericht - artecLab - Universität Bremen

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den, betrachtet. Zunächst jedoch geben wir noch einen Überblick über die Zusammensetzung eines
Wegfindealgorithmus. Abschließend wird das Konzept und die Umsetzung des von uns gewählten
Wegpunktalgorithmus behandelt.
7.1 Struktur eines Wegfindealgorithmus
Wegfindealgorithmen lassen sich meist grundlegend in eine Hierachie mit drei Ebenen gliedern
[Sur02, S. 161–162]. Auf der ersten Ebene muss die virtuelle Welt abstrahiert und partitioniert werden.
Rasterung, Wegpunktesystem und Navigationsgitter sind Beispiele hierfür, die wir im nächsten
Abschnitt noch genauer erklären werden. Der entstehende Suchraum kann dann von einem Algorithmus
durchlaufen werden, der in diesem Suchraum Knoten und Kanten definiert. Ein Knoten
entspricht dabei einer Sektion bzw. einem Ort in der Welt, eine Kante gibt eine Verbindung zwischen
diesen Knoten an. Eine Folge von Knoten und Kanten beschreibt dann einen Weg.
Die zweite Ebene dient der Abschätzung der Güte eines Weges. Die Länge eines Weges kann auf
einfache Weise durch die Anzahl seiner Kanten beschrieben werden, was aber bei ungleich langen
Kanten eher wenig aussagekräftig ist. Meistens werden deshalb die einzelnen Kanten mit Kosten
belegt. So können beispielsweise einer langen Kante höhere Kosten zugewiesen werden als einer
kurzen, ebenso einer Kante, die einen ” steilen“ Wegabschnitt beschreibt gegenüber einer ” ebenen“
Kante. Die Summe dieser Kosten beschreibt dann die Kosten des betrachteten Pfades. Die Pfadauswahl
variiert also, je nachdem um was für eine Welt es sich handelt und was die Kriterien einer sich
in ihr befindlichen Kreatur sind.
Auf der dritten Ebene befindet sich der Suchalgorithmus selbst. Seine Aufgabe ist es, auf Anfrage
den bestmöglichen Pfad von einer beliebigen Position (Knoten) zu einem beliebig definierten Ziel
(Knoten) zu ermitteln. In der Künstlichen Intelligenz wird zu diesem Zweck meist der so genannte
A*-Algorithmus [RN03, S. 97–104] benutzt, welcher unter Benutzung der vorliegenden Informationen
einen optimalen Weg berechnet. Er tut dieses unter Berücksichtigung des bereits zurückgelegten
Weges und einer Abschätzung des weiteren Weges zum Ziel (Luftlinienfunktion). Damit der Algorithmus
arbeiten kann, muss diese Funktion unterschätzend sein, d.h. ihr Ergebnis muss immer
geringer sein, als der tatsächlich noch zurückzulegende Weg. Wenn man bei der Wegewahl die Luftlinie
des nächsten auszuwählenden Punktes zum Zielpunkt benutzt, so ist diese Bedingung erfüllt.
Grundlegend gilt für den Suchalgorithmus, dass er möglichst wenig Rechenleistung der CPU in Anspruch
nehmen soll.