运动规划
外观
运动规划(英语:Motion Planning)是一个过程,用来寻找从起始状态到目标状态的移动步骤。常需要在运动受到约束的条件下找到最优解。运动规划多用于机器人学。例如,一个清洁机器人在楼层里打扫,它不能撞墙,也不能从楼梯口掉下去。给定一个任务,运动规划算法计算出一个动作序列,告诉机器人前进多少米,然后左转右转多少度。如果机器人要操作物品或者探测未知地形等等,运动规划就变得很复杂了。除了机器人学,运动规划在电脑游戏里也用来模拟人物或车辆的运动。
概念
[编辑]基本的运动规划问题是通过连续的动作从起始位形s到达目标位形g,并且过程中要避开障碍物。机器人和障碍物可以抽象为二维或三维的几何图形,动作则被表示为位形空间中的路径。
自由空间
[编辑]如果机器人采用某个位形时不会碰到障碍物,那么这个位形属于自由位形空间,简称自由空间(英文写作)。自由空间的补集即障碍空间。
测试一个位形是否属于自由空间,先用正向运动学确定机器人的轮廓,然后查看机器人是否与障碍物碰撞。
算法
[编辑]低维度的运动规划问题可以用基于格点的算法求解,如A*算法。
参考文献
[编辑]外部链接
[编辑]- "Open Robotics Automation Virtual Environment", http://openrave.org/ (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Jean-Claude Latombe talks about his work with robots and motion planning, 5 April 2000
- "Open Motion Planning Library (OMPL)", http://ompl.kavrakilab.org (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- "Motion Strategy Library", http://msl.cs.uiuc.edu/msl/ (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- "Motion Planning Kit", https://ai.stanford.edu/~mitul/mpk (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- "Simox", http://simox.sourceforge.net (页面存档备份,存于互联网档案馆)
- "Robot Motion Planning and Control", http://www.laas.fr/%7Ejpl/book.html (页面存档备份,存于互联网档案馆)