Was ist der Unterschied zwischen Bahnplanung und Bewegungsplanung?

Was sind die Hauptunterschiede zwischen Bewegungsplanung und Bahnplanung? Stellen Sie sich vor, dass das Ziel des Algorithmus darin besteht, einen Weg zwischen dem humanoiden Fußballspielroboter und dem Ball zu finden, der so kurz wie möglich sein und dennoch die angegebene Sicherheit auf dem Weg in Bezug auf den Abstand zu den Hindernissen erfüllen soll.

Welches ist die bessere Terminologie? Bewegungsplanung oder Bahnplanung?

Vergleichen Sie die folgenden zwei Bilder:

Die Pfadplanung ist etwas trivial. Es gibt nur einen Weg: das Seil. Die Bewegungsplanung ist dagegen nicht so einfach.

In einem Labyrinth ist die Pfadplanung schwierig und die Bewegungsplanung einfach:

Natürlich können beide Planungsaufgaben gleichzeitig einfach oder schwierig sein oder irgendetwas dazwischen.

Sie sind dabei miteinander verbunden

• Die geplante Bewegung sollte dem Pfad folgen oder diesem Pfad genau folgen
• Die aktuelle Bewegung kann die Bahnplanung beeinflussen. Wenn Sie mit hoher Geschwindigkeit in eine Richtung fahren, ist eine plötzliche Änderung der Geschwindigkeit möglicherweise nicht die beste Idee, auch wenn dies erforderlich wäre, um auf den kürzesten Weg zu gelangen. Oder die Starthaltung eines nicht-holonomen Roboters, die den möglichen Weg erheblich beeinflusst.

Sie sind darin getrennt

• Die Bewegung ist mit der Zeit verbunden (Positionsänderung im Laufe der Zeit), der Pfad selbst jedoch nicht. Selbst wenn die Bewegung genau auf dem Weg verläuft, kann sie verschiedene Flugbahnen für Geschwindigkeit und / oder Beschleunigung haben. Ihr Roboter könnte beispielsweise anhalten, um zuzulassen, dass ein anderer Roboter seinen Pfad kreuzt, was eine Änderung der Bewegung darstellt, jedoch nicht den Pfad selbst.
• bewegung kann durch andere dinge beeinflusst werden, wie zum beispiel wind

Keine der Listen ist vollständig.

Was ist besser als die Begriffe? Bewegungsplanung oder Bahnplanung?

Es gibt keinen "besseren" Begriff. Es hängt davon ab, was Sie beschreiben.

Für alles, was das Bewegen eines physischen Roboters beinhaltet, würde ich Bewegungsplanung verwenden . Wie komme ich von hier nach dort? könnte eine Frage sein, die Sie beantworten.

Wenn der Roboter selbst abstrahiert ist und Sie nur einen Pfad eines Punkts durch ein Labyrinth planen, würde ich die Pfadplanung verwenden . Was ist der kürzeste Weg von Punkt A nach B? könnte eine Beispielfrage sein.

Aber auch hier sind beide Planungsaufgaben miteinander verbunden. Wenn Sie fragen, was ist der kürzest mögliche Weg? Dann bestimmen sicherlich die Geometrie und die Bewegungsmöglichkeiten des Roboters, was möglich ist . Sie führen sowohl die Bewegungs- als auch die Bahnplanung gleichzeitig durch. Die Verwendung beider Begriffe sollte hier in Ordnung sein.

Dies gilt auch für die anderen Fälle. Beide Begriffe können synonym verwendet werden, da die Definition von Bewegung und Pfad nicht sehr klar ist. (Ein Pfad impliziert, dass eine Bewegung entlang des Pfades stattfindet und dass eine Bewegung notwendigerweise entlang des Pfades stattfindet.) Normalerweise machen Sie beides sowieso bis zu einem gewissen Grad.

Was ist der Unterschied zwischen Turn-by-Turn-GPS und Autofahren?

GPS ist Wegplanung: Befehle auf hoher Ebene wie "Biegen Sie in 1 Meile rechts ab".

Fahren ist Bewegungsplanung, das heißt, einer Route folgen, die durch die Pfadplanung festgelegt wurde, während gleichzeitig auf die Minutien geachtet wird: Verbindung mit dem Auto herstellen, auf der Fahrspur bleiben, auf Fußgänger achten, das Verkehrsrecht beachten, sich mit anderen Fahrzeugen verbinden, die Fahrspur wechseln. etc.

Es gibt keinen wirklichen Unterschied. "Pfadplanung" könnte häufiger verwendet werden, um einfach das Problem des Findens eines gewünschten Pfades von einem Zustand (oder einer Teilmenge von Zuständen) zu einem anderen zu beschreiben. Während "Bewegungsplanung" verwendet werden könnte, um dasselbe Problem zu beschreiben, jedoch genauer die tatsächlich befohlenen Bewegungen, die der Roboter verwendet, um die Reihe gewünschter Zustände entlang des Pfades zu verfolgen.

Beispielsweise würde die Bahnplanung eine gewünschte Flugbahn für eine Rakete erzeugen, während die Bewegungsplanung die Folge von Befehlen für die Motoren, Flossen usw. erzeugen würde.

Für das von Ihnen erwähnte Problem müssen Sie einen Pfad planen, dem der Roboter folgen soll. Dies muss dann auf Flugbahnen für alle Bein- und Armgelenke des Roboters ausgeweitet werden. Dann müssen Sie diese Trajektorien in Rohbefehle für die Motoren umwandeln (oder welche Steuereingaben auch immer der Roboter akzeptiert).

Bei Robotern werden am häufigsten die Begriffe Bahnplanung und Trajektorienplanung verwendet. Während Bewegung am häufigsten in Kombination nicht mit der Planung, sondern mit der Steuerung wie bei der Bewegungssteuerung verwendet wird.

In den meisten Fällen wird bei der Pfadplanung der räumliche Aspekt der Planung berücksichtigt, während die Trajektorienplanung (in den meisten Fällen wiederum) auch die Geschwindigkeits- und Beschleunigungskomponenten umfasst. Bei Industrierobotern und CNC-Maschinen werden die Wegpunkte dem Programmierer gegeben, während die Bewegungssteuerung (Robotersteuerung, CNC) die Trajektorien plant und ausführt. Basierend auf den Dynamikbeschränkungen (des Systems oder vom Programmierer kommend) erstellt der Motion Controller einen Plan, wie der nächste Wegpunkt erreicht und mit einer gewünschten Geschwindigkeit und Beschleunigung dort angekommen werden soll (Null, wenn Sie auf dem nächsten Wegpunkt bleiben möchten).

In einer Ereignisreihenfolge würde man normalerweise einen Weg in Form von Wegpunkten planen und dann die Trajektorien (einschließlich Geschwindigkeiten und Beschleunigungen) planen, die diese Wegpunkte verbinden. Je nach verwendetem System wird dies möglicherweise von Ihrem Motion Controller ausgeführt.

Nur ein Auszug aus meiner Antwort auf eine ähnliche Frage:

Die Pfadplanung ist der Prozess, mit dem Sie einen Pfad von einem Startpunkt zu einem Endpunkt auf einer vollständigen, teilweisen oder dynamischen Karte erstellen. Bewegungsplanung ist der Prozess, mit dem Sie die Gruppe von Aktionen definieren, die Sie ausführen müssen, um dem von Ihnen geplanten Pfad zu folgen.

Ich kann auch hinzufügen, dass Sie nur mit Bewegungsplanung navigieren können, dies erfordert jedoch eine Planung in einem unendlichen kontinuierlichen mehrdimensionalen Raum, bei der das Bewegungsmodell des Roboters (Schleudern, Differential, nicht-holonomisch ...) und Variationen in Betracht gezogen werden müssen Geschwindigkeit und Beschleunigung.

Die in der Robotik gebräuchlichste Methode besteht darin, das Navigationsproblem mithilfe der Pfadplanung (reine geometrische Planung von A nach B) zu lösen und anschließend die Bewegungsplanung zu übernehmen, um die Machbarkeit des Pfades zu beurteilen.

Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Roboter aufgrund der Unsicherheit in der Betätigung (Schlupf, Geschwindigkeitsregelungsfehler, Positionsfehler, ...) einem genauen Bewegungsplan folgen. Dies wird normalerweise durch einen Online-High-Level-Planer gelöst, der den Fortschritt auf dem Weg überwacht und die Bewegungsbefehle entsprechend anpasst.

Die Details sind viel komplexer, aber ich habe versucht, es auf einfache Weise zusammenzufassen. Hoffe das hilft.

Verweisen Sie auf meine alte Antwort: /programming//a/19749176

Die Pfadplanung würde im Wesentlichen darin bestehen, einen Pfad auf einem bestimmten Gelände festzulegen, auf dem der Roboter in erster Linie automatisch navigieren kann, verbunden mit der Erkennung der kürzesten Route, bei der Hindernisse vermieden werden.

Als Bewegungsplanung kann der Vorgang bezeichnet werden, mit dem Sie Ihrem Roboter die Bewegung ermöglichen - welche Art von Sensoren verwendet werden sollen, welche Art von Rad sich bewegt, automatisch oder ferngesteuert usw.

Pfadplanung kann auch als inhärente Softwareübung und Bewegungsplanung als Hardwareübung bezeichnet werden.