Skip to content

CLAUDE.md

Latest commit

 

History

History
93 lines (71 loc) · 2.97 KB

CLAUDE.md

File metadata and controls

93 lines (71 loc) · 2.97 KB
Raw

CudaRobotics

GPU加速ロボティクスアルゴリズムライブラリ（CUDA + C++）。 PythonRobotics / CppRobotics のGPU並列化拡張に加え、Diff-MPPI等の研究拡張を含む。

ビルド

cd build && cmake .. && make -j$(nproc)

要件

  • CMake >= 3.18
  • CUDA Toolkit >= 12.0
  • C++14 / CUDA C++14
  • Eigen3, OpenCV >= 4.5
  • NVIDIA GPU (compute capability >= 3.5)

出力先

  • 実行バイナリ: bin/
  • 静的ライブラリ: lib/

プロジェクト構成

src/           # ソースコード（87 .cu + 14 .cpp）
include/       # ヘッダ（.h = CPU, .cuh = CUDA）
core/          # 安定インターフェース（Python dataclass契約）
experiments/   # 設計探索（Python、3問題×3バリアント）
scripts/       # 分析・可視化スクリプト（Python）
docs/          # 生成ドキュメント（experiments.md, decisions.md等）
paper/         # 研究論文ドラフト
ros2_ws/       # ROS2ワークスペース（particle_filter_node, dwa_node）

コーディング規約

CUDA (.cu)

  • namespace: cudabot
  • カーネル構成: 定数定義 → __global__ カーネル → cuRAND初期化 → メインロールアウト → リダクション → 可視化(OpenCV) → main
  • 並列パターン: 1スレッド = 1サンプル軌道 / 1パーティクル / 1候補
  • 静的障害物は __constant__ メモリに配置
  • cuRAND: スレッドごとにランダムステート初期化
  • Autodiff: テンプレートベースの forward-mode dual number（.val, .deriv）
  • GPU MLP: フラット化重み配列によるスレッドローカル forward pass
  • CUDAコンパイルオプション: --expt-relaxed-constexpr

C++ (.cpp)

  • CPU参照実装（CUDAバージョンとの比較用）

Python

  • frozen dataclass でインターフェース定義
  • CSV駆動ベンチマーク → Markdownレポート生成

主要カテゴリ

  • Localization: EKF, Particle Filter, FastSLAM, AMCL, emcl2, PFoE
  • Path Planning: RRT/RRT*, A*/Dijkstra, DWA, MPPI, STOMP, Hybrid A*, PRM
  • Research: Diff-MPPI（5バリアント）, Neural SDF, Neuroevolution, MiniIsaacGym, PSO/DE/CMA-ES
  • PointCloud: Voxel/Statistical filtering, Normal estimation, GICP, RANSAC
  • Mapping: Occupancy Grid

テスト・ベンチマーク

# Autodiff検証
./bin/test_autodiff

# GPU MLP検証
./bin/test_gpu_mlp

# Diff-MPPIベンチマーク
./bin/benchmark_diff_mppi

# CPU vs CUDA比較
./bin/comparison_*

ROS2ビルド（オプション）

cd ros2_ws
colcon build --packages-select cuda_robotics
source install/setup.bash
ros2 launch cuda_robotics cuda_pf.launch.py

設計原則

  • core/ は最小限の契約のみ。具体実装は experiments/ に留める
  • 1問題につき3バリアント（functional, OOP, pipeline）を並行開発
  • プロセス状態は docs/ に外部化（CSV → Markdown自動生成）
  • 合意が明確になるまでバリアントを core に昇格しない