动力学约束规划

Kinodynamic Planning进阶

规划时同时满足避障和速度、加速度、力矩等动力学限制，直接给出可执行轨迹。

普通路径规划只管几何：从 A 到 B 找一条不撞障碍的路，走多快另算。动力学约束规划由 Donald、Xavier、Canny、Reif 在 1993 年命名，要求结果同时满足运动学约束（避障、关节限位）和动力学约束（速度、加速度、力或力矩上限）。因此它通常在状态空间里搜索，状态同时包含位置和速度，而且只能沿系统真正做得出的运动去扩展，比如汽车不能横移。代表方法是 LaValle 与 Kuffner 2001 年的随机动力学规划：扩展 RRT 搜索树时不直接连直线，而是施加一个控制输入、按动力学模型积分一小段得到新状态。另一条常见路线是先规划几何路径、再做时间参数化，更简单，但对跑、跳、高速飞行这类强动力学任务可能找不到可行解。轨迹优化和 MPC 也常用来求解这类问题。