どのような処理を行っ​ているのか分からない​ので、教えていただき​たいです。

以下のURLのマルチステージの非線形モデル予測制御のコードを読んでいて分からない部分があるので、教えていただきたいです。

https://github.com/mathworks/mpc_implementation_example/blob/master/MPC_imple_PJ/Nonlinear/Nonlinear_MultiStage_MPC_design_md.md

理解することができなかったコードは以下の部分です。

file_path = [char(proj.RootFolder), filesep, 'gen_script', filesep, 'calc_Ac.m'];

matlabFunction(Ac, 'File', file_path);

file_path = [char(proj.RootFolder), filesep, 'gen_script', filesep, 'calc_Bc.m'];

matlabFunction(Bc, 'File', file_path);

start_pos = [-1.0, 0.0, -pi];

goal_pos = [14, -2.25, 0];

pthObj = plan_MobileRobotPaths_using_RRT(Ts, path_Tf, start_pos, goal_pos);

Answer 1

[Atsushi Ueno]

mpc_implementation_example/Nonlinear_MPC_design_md.md at master · mathworks/mpc_implementation_example (github.com)

上記"Nonlinear MPC Controller"(multi stageじゃない方)には、目的について詳細な説明もありました。

関数ハンドルまたはファイルへのシンボリック式の変換 - MATLAB matlabFunction - MathWorks 日本

file_path = [char(proj.RootFolder), filesep, 'gen_script', filesep, 'calc_Ac.m'];
matlabFunction(Ac, 'File', file_path);
file_path = [char(proj.RootFolder), filesep, 'gen_script', filesep, 'calc_Bc.m'];
matlabFunction(Bc, 'File', file_path);

目的は「車両のモデル化：ヨー角ベースの状態方程式をクオータニオンに置き換えながら、状態空間モデルをSymbolic Math Toolbox™で定式化⇒それをmファイルに保存する」事で、Ac,BcはMPC制御に必要な状態方程式（ヤコビアンモデル）の形との事です。

上記のmatlabFunction関数の実行により'mpc_implementation_example/MPC_imple_PJ/gen_script/calc_Ac.m'等のファイルが出力されます。matlabFunction関数はシンボリック式をmファイルに変換しています。下記に入力の二乗を返す入力例と出力ファイルを示します。システムモデルがこれらの関数(車両の動特性)を取り込むのだと想定します。

syms x
matlabFunction(x^2,'File','myfile');
type myfile.m

function out1 = myfile(x)
%MYFILE
%    OUT1 = MYFILE(X)

%    This function was generated by the Symbolic Math Toolbox version 9.0.
%    01-Dec-2021 13:12:53

out1 = x.^2;

Plan path between two states - MATLAB plan - MathWorks 日本

start_pos = [-1.0, 0.0, -pi];
goal_pos  = [14, -2.25, 0];
pthObj = plan_MobileRobotPaths_using_RRT(Ts, path_Tf, start_pos, goal_pos);

上記は同じmpc_implementation_example/MPC_imple_PJ/Nonlinear/フォルダにあるplan_MobileRobotPaths_using_RRT.mを実行しています。その中ではplan関数が実行されており、入力されたplannerRRTオブジェクト及びスタート・ゴール位置から最適なパスプランの導出及び表示を行っています。

[NAGATA SOICHIRO]

理解することができました。丁寧に説明していただきありがとうございます。

[Atsushi Ueno]

回答に追記致します。

mpc_implementation_example/start_pj_script.m at master · mathworks/mpc_implementation_example (github.com)

現在のプロジェクトを取得 - MATLAB currentProject - MathWorks 日本

開始時に実行するスクリプトstart_pj_script.mの中で、proj = currentProjectと設定し、後にproj.RootFolderでプロジェクトのルートフォルダパスを取得しています。currentProject関数は現在のプロジェクト情報を取得します。

試しにexampleプロジェクトを開いて、そのプロジェクト情報を取得してみます。

matlab.project.example.timesTable
proj = currentProject

proj = 
  Project with properties:

                  RootFolder: "/users/mss.system.vN2Epb/Projects/examples/TimesTableApp"
                        Name: "Times Table App"
                 Description: "This example project contains the source code and tests for a simple educational app. ↵↵Use the "Project Shortcuts" toolstrip tab to find ways of getting started with this project."
    SourceControlIntegration: "Git"
                    TopLevel: 1
                    ReadOnly: 0
                       Files: [1×15 matlab.internal.project.api.ProjectFile]
                StartupFiles: [1×0 string]
               ShutdownFiles: [1×0 string]
                 ProjectPath: [1×3 matlab.internal.project.api.PathFolder]
           ProjectReferences: [1×0 matlab.internal.project.api.ProjectReference]
                   Shortcuts: [1×4 matlab.internal.project.api.Shortcut]
                  Categories: [1×1 matlab.internal.project.api.Category]
                Dependencies: [1×1 digraph]
        ProjectStartupFolder: "/users/mss.system.vN2Epb/Projects/examples/TimesTableApp"
         SimulinkCacheFolder: ""
       SimulinkCodeGenFolder: ""

現在のプラットフォームのファイル区切り文字 - MATLAB filesep - MathWorks 日本

上記のプロジェクト情報からプロジェクトのルートフォルダを抽出し、保存したいフォルダおよびファイル名を連結します。filesepはOS間で異なるファイル区切り文字を得る為の関数です。String型を文字ベクトルに変換するのは他の文字ベクトルと連結する為です。(String型でも連結はできます)

因みに表示されたルートフォルダパスはこのスクリプトを実行しているサーバのものです

file_path = [char(proj.RootFolder), filesep, 'gen_script', filesep, 'calc_Ac.m']

file_path = '/users/mss.system.vN2Epb/Projects/examples/TimesTableApp/gen_script/calc_Ac.m'