Kế hoạch chuyển động bao gồm thiết kế các thuật toán giúp robot và hệ thống tự động định vị môi trường hiệu quả và an toàn.

Hệ tọa độ và chuyển dạng

Hệ thống định vị cung cấp một khuôn khổ cho các vị trí và định hướng trong không gian. Hệ thống chung bao gồm các tọa độ kiểu Catesian, cực và hình trụ. Sự biến đổi giữa các hệ thống này là cơ bản cho việc tính toán đường đi và di chuyển.

Về mặt toán học, sự chuyển đổi được tượng trưng bởi ma trận hoặc hàm số chuyển đổi tọa độ từ hệ thống này sang hệ thống khác. Chẳng hạn, chuyển đổi Catesian sang tọa độ cực bao gồm tính toán bán kính và góc bằng cách sử dụng rễ vuông và hàm ngược.

Thuật toán lên kế hoạch

Các thuật toán lên kế hoạch đường đi có thể tính toán từ điểm bắt đầu đến mục tiêu. Các thuật toán này phụ thuộc vào các tính toán hình học và đồ thị dựa trên các phép tính để đánh giá các đường có thể và chọn những đường đi tối ưu dựa trên tiêu chuẩn như khoảng cách ngắn nhất hoặc mức tiêu dùng năng lượng tối thiểu.

Các thuật toán thông thường bao gồm A*, Dijkstra, và nhanh chóng tìm kiếm ngẫu nhiên cây (RT). Những phương pháp này bao gồm chi phí tính toán, khoảng cách và khả năng hạn chế để tạo ra các đường dẫn không va chạm.

Các phương trình Kinematic và Động

Các phương trình Kinematic mô tả chuyển động của một hệ thống mà không xem xét lực, tập trung vào vị trí, vận tốc và gia tốc. phương trình động trong kết hợp lực và mô-men xoắn để mô phỏng cách mà hệ thống tăng tốc và di chuyển theo thời gian.

Ví dụ, phương trình động vật cơ bản cho gia tốc không đổi là:

s = ut + 0.5at2

s ) là chuyển động , là vận tốc ban đầu [FLT:] là gia tốc, và thời gian [FLT: 7).

Quan tâm đến thiết kế

Thiết kế hệ thống kế hoạch chuyển động đòi hỏi sự cân bằng hiệu suất máy tính với độ chính xác. Mô hình toán học phải đủ chính xác để đảm bảo an toàn trong khi cho phép tính toán thời gian thực cho môi trường động.

Những yếu tố như sự tránh né vật cản, tiêu thụ năng lượng và hạn chế hệ thống ảnh hưởng đến việc chọn các thuật toán và mô hình toán học dùng trong kế hoạch.