bevægelsesplanlægning

Bevægelsesplanlægning er studiet af at beregne en sekvens af robot-tilstande, der flytter et system fra et startpunkt til et mål uden kollisioner med omgivelserne og i overensstemmelse med robotens bevægelsesbegrænsninger og dynamik. Opgaven består ofte af at finde en sti i et konfigurationsrum, også kaldet C-space, hvor hver tilstand repræsenterer en bestemt position og orientering af robotten.

Typisk skelnes der mellem sti-planlægning og bevægelsesplanlægning. Sti-planlægning søger en kontrollerbar sti i konfigurationsrummet, mens bevægelsesplanlægning også tager højde for tidsparametrering og kørestrækning, så stien kan udføres med robotens hastigheder og krævede tidskrav. I praksis kan man først bestemme en sti i C-space og derefter konvertere den til en tidsspecifik trajekt.

Almindelige metoder omfatter: sampling-baserede planer som PRM (Probabilistic Roadmap) og RRT (Rapidly-exploring Random Tree), der er effektive i højt dimensionelle rum; lattice-baserede metoder, som bruges i mere strukturerede miljøer; og optimeringsbaserede metoder (f.eks. CHOMP, TrajOpt), der søger glatte og optimale trajekter under dynamiske begrænsninger. Nogle metoder kombinerer tilgangene for bedre robusthed.

Vigtige egenskaber inkluderer komplethed og optimalitet. Nogle algoritmer er kompletter (finder løsning hvis en løsning eksisterer under givne forhold), mens andre er asymptotisk komplette eller optimale i visse indstillinger (f.eks. RRT* og PRM*). Udfordringer omfatter høj dimension i konfigurationsrum, dynamiske forhindringer, usikkerhed i perception og behovet for realtidsreplanlægning.

Bevægelsesplanlægning bruges i robotteknologi, autonome køretøjer, robotarme og droner, ofte som en del af et større system, der integrerer perception, planlægning og kontrol.

---