Selbstkollisionsfreie

Selbstkollisionsfreie beschreibt den Zustand eines mehrgliedrigen Systems, in dem keine Bauteile sich gegenseitig berühren oder durchdringen. Typisch ist dies in Robotik, Computeranimation und mechanischen Simulationen, wo die interne Kollision zwischen Gliedern, Gelenken oder Gelenkverbindungen vermieden werden soll, während äußere Kollisionsprüfungen separat erfolgen können.

In der Robotik spielt die Selbstkollisionvermeidung eine zentrale Rolle bei der Bewegungsplanung. Pfadplaner prüfen während der Suche nach zulässigen Konfigurationen, ob eine potenzielle Pose die Struktur des Roboters selbst verletzt. In der Computergrafik dient die Eigenschaft dazu, realistische Bewegungen zu garantieren und Artefakte zu vermeiden, die durch Überlappungen entstehen könnten.

Um Selbstkollisionen zu verhindern, kommen Methoden wie Kollisionsabfrage (Collision Detection), kontinuierliche Kollisionsprüfung (CCD), Bounding-Volumes, hierarchische Repräsentationen und geometrische Abstandsmessungen zum Einsatz. In der Bewegungsplanung werden Konfigurationsräume analysiert und Routings durch RRT- oder PRM-Verfahren geführt, stets mit Prüfungen gegen eigene Geometrie. Robustheit erfordert numerische Stabilität und tolerante Grenzwerte gegen Gleit- und Randfehler.

Herausforderungen ergeben sich bei komplexen Geometrien, vielen Gliedern oder flexiblen Bauteilen, wo Selbstkollisionen schwer zu determinieren sind. Die Verifikation selbstkollisionsfreier Zustände trägt wesentlich zu Sicherheit, Zuverlässigkeit und Realismus in Interaktion mit der Umwelt bei.