39、运动规划扩展：混合运动、操作规划与闭运动链规划

运动规划扩展：混合运动、操作规划与闭运动链规划

1. 混合运动规划问题概述

混合运动规划问题具有多样性，例如机器人要从一个狭窄通道到达右侧房间，需先将自身重新配置为压缩模式，穿过通道到达中心，再重新配置为伸长模式，最后穿过通道到达最右侧房间。解决这类问题，可将标准运动规划算法进行调整，前提是要明确模式改变的相关信息。模式改变的位置可表示为子目标，规划时除了直接朝着目标前进，还应重点尝试改变模式。

应用基于采样的方法时，需要在状态空间 (X) 上定义一个能同时考虑模式和配置变化的度量。混合运动规划问题范围广泛，从实际中难以解决的问题到标准运动规划的直接扩展问题都有涉及。总体而言，混合运动规划模型对制定分层方法很有帮助。

2. 操作规划

2.1 问题背景

在操作规划问题中，机器人被称为操作器，它与一个部件进行交互。操作任务通常是将部件移动到环境中的指定位置，而不特别关注操作器具体如何完成任务。这里的模型大大简化了抓取、稳定性、摩擦、力学和不确定性等问题，主要关注几何方面。

2.2 相关配置空间定义

• 组合配置空间 (C) ：假设使用公式 4.1 中的 (W)、(O) 和 (A)，其中 (A) 为操作器，其配置空间为 (C_a)；部件 (P) 是一个刚体，有自己的配置空间 (C_p = SE(2)) 或 (C_p = SE(3))。组合配置空间 (C) 定义为笛卡尔积 (C = C_a × C_p)，每个配置 (q ∈ C) 的形式为 (q = (q_a, q_p))。
• 不可行配置集合