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加加速度

Jerk常用

加速度随时间的变化率,也就是位置对时间的三阶导数,单位 m/s³。

加加速度 j 是加速度 a 对时间的导数:j = da/dt = d³x/dt³(x 是位置),单位 m/s³,衡量加速度变化得有多突然。加速度突变意味着 jerk 很大,会让人感到顿挫,也会激起机械振动、加速磨损。所以机器人轨迹规划常限制 jerk:三次多项式时间缩放在起点和终点加速度会突变,相当于 jerk 无穷大;S 型速度曲线分七段把 jerk 限制在有限值内;最小加加速度轨迹则让整段运动的 jerk 平方积分最小。Flash 与 Hogan 1985 年发现人手臂的自然运动近似满足最小 jerk 原则。强化学习运控也有类似做法,奖励函数常惩罚相邻两步动作之差,让动作更平滑。

例子电梯启动时若加速度从 0 瞬间跳到设定值,人会感到猛地一顿;实际电梯让加速度在一段时间内逐渐升高,就是在限制 jerk。

也叫
急动度、跃度、加速度变化率、Jolt
相关
最小加加速度轨迹、S 型速度曲线、五次多项式插值、轨迹规划、动作平滑、梯形速度曲线
来源
Jerk (physics) - Wikipedia
Modern Robotics (Lynch & Park) preprint PDF, Ch. 9 Trajectory Generation

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