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運動動力學規劃

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運動動力學規劃運動動力學運動規劃英文kinodynamic planningkinodynamic motion planning)係機械人學運動規劃中一類問題,要求個運動規劃必須滿足速度加速度/扭矩限制以及運動學約束(例如避開啲障礙物)嘅,而嘸同於一般嘅運動規劃、可能只需要考慮到某樣嘢喺空間中嘅自由度或者同其他嘢嘅約束。

歷史

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個詞係由Bruce Donald 、Pat Xavier、John Canny 同 John Reif 等人創造嘅。[1]佢哋幫個問題開發唨第一個多項式時間嘅逼近方案英文polynomial-time approximation schemes, PTAS)。透過提供證明得到嘅多項式時間ε 逼近演算法,係噉佢哋解決到個開放問題(open problem)、個長期存在喺最佳化控制當中嘅問題。佢哋篇第一篇論文考慮到牛頓動力學下對點質量嘅時間最佳控制(「最快路徑」)喺多邊形(2D)或者多面體(3D)啲障礙物裏便而且服從位置、速度同加速度嘅狀態限制。跟尾佢哋擴展項技術到其他好多情況,例如,喺完全拉格朗日動力學下嘅 3D 開鏈(open-chain)運動機械人。近排都有好多基於隨機最佳化同迭代採樣嘅實用啟發式演算法、目標係攞嚟解決運動動力學規劃問題嘅得開發出。啲啟發式技術用於運動動力學規劃喺實踐中運作良好;但都未保證得到計算解決方案嘅最佳性(即冇性能保證),並且冇一種係可以喺數學上證明係快過個原始 PTAS 演算法嘅(即冇一種可以有證明到個計算複雜度係會低啲)。

睇埋

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  1. Donald, B.; Xavier, P.; Canny, J.; Reif, J. (1993), "Kinodynamic motion planning" (PDF), Journal of the ACM, 40 (5): 1048–1066, doi:10.1145/174147.174150