1. 仮想都市の自動生成と
マルチエージェント
シミュレーションの研究
石川工業高等専門学校
電子機械工学専攻 奥成貴大
指導教員 越野亮
1

2. 背景・目的
• 地震や津波などの大規模災害の多発
• 現場にて災害の被害想定した実験は困難
• シミュレーションによる事前分析が必要不可欠
• 災害対策を考慮したシミュレーションシステム
の開発を目標とする
① 仮想都市モデルの作成
② マルチエージェントシステムの構築
③ 都市システムの統合案
2

3. ①仮想都市モデルの作成
CityEngineにより作成した仮想都市
3

4. CityEngineについて
• 都市景観モデリングツール
• パラメータ指定による道路網の生成
• スクリプトによる建物の自動生成
• 大規模な町並みを短時間で作成できる
• 都市の編集も柔軟に行える
4

5. 道路網の生成
細胞型の形状 直線型の形状 放射型の形状
形状パターンの組み合わせで道路の基盤生成
5

6. 形状パラメータの設定
各種道路網のパラメータを設定
• 主要パターン
• 準主要パターン
• 街路の数
• 街路幅
• 街路幅の偏差
• 街路の屈折角度
• etc...
6

7. スクリプトによる建物設計
• 変数、乱数、if文などによる多様な分岐
• 建物形状は「ルール」として定義される。
• 段階的にルールを詳細化していきモデル形状
を定義する。
7

8. ②シミュレーションシステムの開発
1. 大規模な群集を制御する
– Flocking法による群集制御
2. 目標位置への経路計画を立てる
– ポテンシャル法、壁回避モデル
8

9. エージェントモデル：操舵モデル
推進力
操舵力
9

10. エージェントモデル：視野概念
自分(エージェント)
視野領域外エージェント
視野領域内エージェント
10

11. 群集を制御する方法
• 最も基本的な研究：Flocking法
– Craig Reynoldsによる魚や鳥などの動物の群れの
CGで表現する手法
• 結合，整列，分離の3ルールにより制御
• Flocking法を人間の行動として適用
11

12. ポテンシャル法
• 移動ロボットの経路計画で用いられる手法
• 障害物回避と目的地への誘導の力に作用
目的へ誘導
障害物回避
12

13. 壁回避モデル
法線ベクトル
押し返す力
めり込み距離
13

14. 各種法の統合実験
【Flocking法，ポテンシャル法，壁回避行動】
14

15. 統合実験例
15

16. 統合するにあたって
• 行動の優先順に操舵力を調整
• 群集の形成力が障害物との接触を誘発した
• 「点」の障害物よりも「線」の壁を優先
操舵力補正
壁衝突回避＞障害物回避＞群集形成
16

17. ③仮想都市とシステムの統合案
3Dゲーム統合開発環境「Unity」
17

18. • 3Dゲーム製作に特化した統合開発環境
• 家庭用ゲーム機からスマートフォン（iPhone,
Android）まで幅広い開発が可能
• 1つのプロジェクトでマルチプラットフォーム開発
18

19. 3D開発をサポートする豊富なパッケージ
• パッケージ導入で3D環境の基礎を構築できる
パッケージ例
Camera Skybox Terrain
19

20. UnityとCityEngineの対応付け
• UnityはCityEngineのモデルをインポート可能
• CityEngineのプログラム利用に適した開発環境
利用可
20

21. 都市モデルの読み込みテスト
モデル形状や都市配置などの互換を確認
21

22. Unity動作デモ
22

23. 仮想都市の自動生成と
マルチエージェント
シミュレーションの研究
石川工業高等専門学校
電子機械工学専攻 奥成貴大
指導教員 越野亮
23