運動、路徑與軌跡三種規划的區別


 

 

 

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在研究路徑規划問題時,很多人都不知道運動規划(motion planning)、路徑規划(path planning)、軌跡規划(trajectory planning)三者的區別與聯系,包括很多國內外學者不區分path planning和trajectory planning

其實現在研究的主流應該是motion planning問題,它們的區別可以參考

在機器人學中運動規划是指2D或者3D空間中找到使得機器人從起點移動到目標點的有效運動序列(a sequence of valid configurations)的過程,這個運動序列屬於配置空間(configuration space)。

主流的應用有無人駕駛和機械臂避障

運動規划包含配置空間(跟機器人能夠完成的動作和姿態有關)、自由空間(環境中能夠自由到達的空間)、目標空間、障礙與危險空間。

在低維空間中可以使用**基於柵格(grid-based)**的方法,對於高維情況,勢場法很好但是容易陷入局部最小值,見,基於采樣的方法可以解決局部最小值的問題卻無法確定是否不存在任何路徑,但是隨着花費的時間越來越多失敗的可能也會降低。該方法被認為是高維空間中的最新技術。

motion planning,通常情況下是先path然后trajectory,好比,高德地圖提供path規划,而人在運動的過程中根據實際的路段規划提供trajectory規划,合起來就是motion規划。

2 path planning

指的是只考慮靜態障礙環境生成的路徑,好比高德地圖生成的路線,它是一個空間路徑

3 trajectory planning

有時也叫route planning,考慮機器人本身的運動能力和中途可能的動態障礙而生成一段時間內的動作序列,比如在高德地圖生成路徑后行駛期間所決策的速度空間,是一個時空路徑。


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