Planowanie ścieżki i trajektorii

Pipeline od mapy do momentu napędowego: path vs motion vs trajectory planning vs control. Klasyfikacja problemów, krótka historia, demo pick&place na Pandzie.

SE(3), grupy Liego, FK/IK Pandy, jakobian, manipulowalność Yoshikawy, dynamika, singularności, topologia C-space.

C-space vs task-space, SDF/TSDF/octree, FCL/Warp/cuRobo, metryki w C-space (L2, ważone, Riemannowskie), formalizacja problemu planowania.

GJK, EPA, MPR, SAT, BVH/AABB/OBB/k-DOP, CCD, distance queries i gradient SDF, GPU collision, self-collision Pandy.

Dijkstra, A*, ARA*, AD*, D* Lite, Theta*, visibility graphs, Voronoi, state lattice. Animacje ekspansji wg f-cost.

PRM, RRT, RRT-Connect, RRT*, Informed RRT*, FMT*, BIT*, ABIT*, AIT*, EIT*, EST, SBL, KPIECE. Strategie samplingu, kinodynamic.

CHOMP, STOMP, ITOMP, TrajOpt (SCO), GuSTO, direct collocation, multiple shooting, GPMP2, KOMO. Solvery (IPOPT, SNOPT, OSQP).

Wielomiany (cubic..septic, min-jerk), B-spline/NURBS/Bézier, TOTG, TOPP-RA, Ruckig, DMP, ProMP, KMP, reskalowanie czasowe.

Pola potencjałowe, navigation functions Rimona-Koditscheka, OSC Khatibego, dynamical systems (SEDS, LPV-DS), RMP/RMPflow, Geometric Fabrics.

Linear MPC, NMPC, MPPI, Tube/Log/Smooth MPPI, STORM, DDP, iLQR, iLQG, Crocoddyl, CEM, real-time iteration, warm-starting.

Joint/vel/acc/jerk limits, singularity avoidance, CBF/HOCBF/CBF-QP, reachability, ISO/TS 15066, funkcje Lapunowa (SOS, neural).

Pseudoinverse, DLS, null-space projection, task priority (Siciliano-Slotine), HQP/iHQP, kryteria w null space, whole-body control.

Imitation (BC, DAgger, Action Chunking), RL (PPO, SAC, Dreamer), MπNets, Neural RRT*, dyfuzja (Diffuser, MPD, Diffusion Policy), neural SDF/NeRF-Nav, GNN.

Complementarity, soft contact, contact-implicit trajopt, mode sequence MIQP, through-contact manipulation, compliant control, kontakt jako resource.

POMDP (SARSOP, DESPOT, ABT), LQG-MP (van den Berg), chance-constrained planning, stochastic MPC, scenario/tube MPC, active sensing.

Weighted sum, lexicographic, ε-constraint, Pareto-front interaktywny, funkcje kosztu (jerk/clearance/manipulability), TAMP/PDDLStream/LGP.

Integrated grasp-and-motion, TAMP, bimanual/multi-arm (2 Pandy), mobile manipulation, human-aware planning, social force.

Metryki (success rate, ∫jerk², clearance, energy), MotionBenchMaker, MπNets, OMPL, OCRTOC. Symulatory: MuJoCo, Isaac, Drake, PyBullet.

Architektury planner ↔ controller ↔ executor, ROS2 stack, real-time (PREEMPT_RT, 1 kHz), DDS/shared memory, profilowanie CPU vs GPU.

Otwarte problemy, trendy (diffusion planning, foundation models, neuro-symbolic TAMP), kierunki dla redundancji i cobotów.

Od kinematyki (rozdz. 11) do momentu napędowego: sterowanie operacyjne (OSC), dynamicznie spójny null-space (J M⁻¹N=0), pasywność (bak energii), podatność w null-space. Warstwa WYKONAWCZA dla planowanej redundancji — most do części badawczej (WP1–WP5).

Reaktywny null-space wpada w minimum lokalne (łokieć utyka za przeszkodą); constrained-RRT planuje globalnie na 2-wymiarowej rozmaitości ruchu własnego i omija ją — przy tym samym, unieruchomionym zadaniu chwytaka. Interaktywny sandbox z przeszkodą.

Kamień milowy M2/M3 (dowód istnienia): ruchoma kula przelatuje przez przestrzeń roboczą — reaktywny null-space zostaje dogoniony, globalny plan na foliacji ruchu własnego przechodzi zawczasu; wykonanie pełnym pasywnym sterownikiem (bak ON) z certyfikowaną bramką V1–V6 i ablacjami. Po 3 rundach audytu.