80、感知不确定性下的规划与非抓持操作

感知不确定性下的规划与非抓持操作

1. 感知不确定性下的规划概述

在感知存在不确定性的情况下进行规划时，有时减少信息的使用反而能显著简化信息空间（I - space），尽管这会增加状态的不确定性，但在某些问题中，信息空间的简化更为重要。

2. 原像规划框架

2.1 原像规划框架简介

原像规划框架（也称为 LMT 框架）是一种在不确定情况下进行操作规划的通用方法。通常假设配置空间 $C = R^2$，障碍物 $C_{obs}$ 为多边形，这可对应机器人手在二维空间平移并可能携带零件的简化模型，如常见的插销入孔问题。

2.2 原像规划模型的特点

原像规划模型具有以下特点：
1. 柔顺运动 ：机器人可沿障碍物边界 $C_{obs}$ 滑动，这与通常要求机器人避免障碍物不同。
2. 预测的非确定性不确定性 ：动作决定运动方向，但执行过程中的误差由外界因素决定，采用有界误差模型。
3. 感知的非确定性不确定性 ：无法可靠估计真实状态。
4. 目标区域 ：通常是 $C_{obs}$ 的一条边，也可以是 $C_{free}$ 闭包 $cl(C_{free})$ 的任意子集。
5. 分层规划模型 ：机器人接收一系列运动命令，每个命令基于信息状态应用终止动作 $u_T$ 来结束。

2.3 柔顺运动

柔顺运动对于减少机器人位置的不确定性至关重要。设