Hastighetshinder

Hastighetshindret VO _AB för en robot A , med position x _A , inducerat av en annan robot B , med position x _B och hastighet v _B .

Inom robotteknik och rörelseplanering är ett hastighetshinder , vanligen förkortat VO , uppsättningen av alla hastigheter hos en robot som kommer att resultera i en kollision med en annan robot någon gång i tiden, förutsatt att den andra roboten bibehåller sin nuvarande hastighet. Om roboten väljer en hastighet innanför hastighetshindret kommer de två robotarna så småningom att kollidera, om den väljer en hastighet utanför hastighetshindret kommer en sådan kollision garanterat att inte inträffa.

Denna algoritm för undvikande av robotkollisioner har upprepade gånger återupptäckts och publicerats under olika namn: 1989 som en manöverbräde , 1993 introducerades den först som "hastighetshinder", 1998 som kollisionskoner och 2009 som förbjudna hastighetskartor . Samma algoritm har använts i maritim hamnavigering sedan åtminstone 1903.

Hastighetshindret för en robot $A$ som induceras av en robot $B$ kan formellt skrivas som

$VO_{A|B}=\{\mathbf {v} \,|\,\ finns t>0:(\mathbf {v} -\mathbf {v} _{B})t\i D(\mathbf {x} _{B}-\mathbf {x} _{A},r_{A }+r_{B})\}$

där $A$ har position $\mathbf {x} _{A}$ och radie $r_{A}$ , och $B$ har position ${\ displaystyle \mathbf {x} _{B}}$ , radie $r_{B}$ och hastighet $\mathbf {v} _{B}$ . Notationen $D(\mathbf {x} ,r)$ representerar en skiva med mitten $\mathbf {x}$ och radien $r$ .

Variationer inkluderar vanliga hastighetshinder (CVO), ändliga hastighetshinder (FVO), generaliserade hastighetshinder (GVO), hybrid reciproka hastighetshinder (HRVO), olinjära hastighetshinder (NLVO), reciproka hastighetshinder (RVO) och rekursiva probabilistiska hastighetshinder (PVO).