rörelseplanering

Rörelseplanering är en disciplin inom robotik som handlar om att bestämma en sekvens av konfigurationer som förflyttar ett system från start till mål samtidigt som hinder undviks och givna begränsningar följs, ofta genom att utforska konfigurationsrymden (C-space).

Metoderna kan delas in i flera familjer. Sannolikhetsbaserade planerare som PRM och RRT bygger nätverk i konfigurationsrymden för att hitta vägar runt hinder. Gitterbaserade planerare som Dijkstra och A* söker banor i discretiserade representationer. Optimeringsbaserade metoder som CHOMP och TrajOpt formulerar planering som ett optimeringsproblem för att hitta kostnadseffektiva banor och tidsparametrisering. En viktig uppdelning görs mellan kinematisk planering (utan tidsfaktor) och kinodynamisk planering (med hänsyn till hastighet, acceleration och kontroll).

En planeringsprocess innefattar konstruktion av en miljörepresentation i konfigurationsrymden, kollisionskontroll mot hinder, bildandet av en bana i form av en graf eller kurva, och eventuellt tidsanpassning samt förbättring av optimalitet. Replanering kan krävas vid förändringar i miljön eller vid osäkerhet i sensorinformation.

Användningsområden omfattar robotarmar, mobila robotar, autonoma fordon och datorgenererad karaktärsanimation. Viktiga utmaningar är höga dimensioner i konfigurationsrymden, icke-holonom constraints, osäkerhet i sensing, dynamiska miljöer och krav på realtidsprestanda. Rörelseplanering fortsätter att vara centralt för att skapa säkra och effektiva rörelser i komplexa system.