Rörelsetillstånd

Rörelsetillstånd är ett begrepp som används inom fysik och teknik för att beskriva ett objekts aktuella tillstånd av rörelse. Det sammanfattar hur objektet är beläget i rum och hur det rör sig därifrån. Vanligtvis omfattar rörelsetillståndet position och hastighet; i sammanhang där objektet kan rotera även orientering och vinkelhastighet. För en punktformig partikel är rörelsetillståndet ofta beskrivet av positionen x(t) och hastigheten v(t). För en kropp som kan vridas krävs även information om orientering och vinkelhastighet ω, så att tillståndet kan specificeras i ett lämpligt rum av variabler.

Rörelsetillståndet betraktas vanligtvis relativt en referensram, till exempel ett jordnära inertialsystem. Det kan förändras när krafter verkar på objektet i enlighet med Newtons lagar: kraft orsakar acceleration och därmed förändring av hastighet och, för roterande kroppar, av orientering och omega. I dynamiska modeller uppdateras tillståndet över tid utifrån kinematiska och dynamiska ekvationer.

Mätning och uppskattning av rörelsetillstånd görs med sensorer som GPS (position och ibland hastighet), accelerometer och gyroskop (acceleration och vinkelhastighet) samt magnetometer i vissa system. Sensorfusion inom ramverk som Kalman-filter används för att få en stabil och konsekvent uppfattning av tillståndet.

Rörelsetillstånd är centralt inom navigation, robotik, fordonsdynamik, simuleringar och spel. Begreppet anpassas till disciplin och sakens natur, men kärnan är alltid en sammanfattning av objektets position och hur den förändras över tid.