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运动规划与碰撞检查

60 分钟

运动规划与碰撞检查

从问题现场开始

这一节不从术语表开始。我们先把“运动规划与碰撞检查”放进一个能运行、能失败、也能复查的智能系统:环境给出观测,智能体根据历史选择动作,动作改变后续状态并产生可评价结果。先写清用户任务、状态边界、可用动作、信息条件、计算预算和硬约束,再判断本节方法究竟解决哪一步。

本节专属对象

配置空间把机器人姿态视为点,障碍膨胀后搜索无碰路径并做连续碰撞检查。。请把其中每个量标成环境真状态、智能体观测、内部估计、动作、概率、代价、效用或评价证据。对象一旦混淆,算法即使输出数字也没有可解释含义;所以实现必须保存输入、版本、随机种子和中间状态。

公式是怎样得到的

在“运动规划与碰撞检查”中使用:clearance=min_t distance(q(t),obstacle)。。先说明等式或不等式两侧分别代表什么、需要哪些假设、取值范围与单位;再从定义或递推关系逐行推出。遇到零概率、空动作集、不可达状态、无限代价、并列决策或终止状态时,应进入明确分支,而不是让默认值悄悄决定结果。

老师带着算完一个例子

路径最小距离.4,安全阈值.5,因此不合格,差.1。。这里已经给出输入、中间运算与结论。现在只改变一个输入,先不按计算器:判断结果应增大、减小还是保持,再重新代入。若方向与预测相反,优先检查条件概率分母、MAX/MIN层、折扣位置、状态去重、量词作用域、奖励视角和终止处理。

把推导拆成可检查的行

围绕“运动规划与碰撞检查”至少写三行:第一行列状态、动作、概率、逻辑事实或搜索节点;第二行按“clearance=min_t distance(q(t),obstacle)。”算局部贡献、候选或后继;第三行才给策略、证明、路径或数值。每行注明依赖前提,并用“路径最小距离.4,安全阈值.5,因此不合格,差.1。”逐项代入。只给最终动作或答案,不能证明算法和题意一致。

做完正向计算后再反查两次。先从结果退回:是哪条边、哪项似然、哪个效用、哪条规则或哪个候选改变了决定?再从原始输入向前走:状态表示、观测、动作模型、随机种子或约束变化时,结论在哪一步首次不同?最后以“离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。”作为最小失败注入,确认系统能暴露而非掩盖错误。

落成算法或实验

定义几何、插值分辨率与动力学约束,检查整段而非仅节点。。运行时输出关键中间量,而不只输出终局:搜索题保存frontier、g/h/f与parent;逻辑题保存替换、子句和证明父节点;概率题保存未归一贡献与归一常数;决策题保存逐动作Q;机器人题保存时间戳、坐标系、残差和控制量。

复杂度与系统连接

分析“运动规划与碰撞检查”时,指出时间和空间主要受分支因子、深度、状态数、变量域、因子宽度、动作数、样本数或向量维度中的哪个量控制。小例正确只证明语义;规模实验还要报告展开节点、内存、随机方差、p95延迟和失败率。把本节模块接回“观测—估计—推理/规划—动作—反馈”的闭环,说明它消费谁的输出、为谁提供输入及其超时降级。

“运动规划与碰撞检查”实验报告至少保留问题实例、模型/规则版本、参数、随机种子、中间轨迹、最终输出和运行成本。用手算“路径最小距离.4,安全阈值.5,因此不合格,差.1。”证明语义,用规模实验说明成本,再用“离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。”说明边界。库函数可以使用,但必须先通过本节小例和反例,不能用包名代替理解。

最短失败反例

本节边界是:离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。。请指出它破坏哪项假设,构造最小状态、公式、知识库或轨迹让错误显现;随后给出可以运行的修复及回归测试。答案必须说清错误会造成非最优、不可达、错误证明、概率失真、策略不稳、越权还是安全风险。

在线练习与闭卷自检

本节绑定单选、多选、计算与严格推导;章节另有可运行Python算法题,每题至少四组测试。闭卷时重建五项:对象“配置空间把机器人姿态视为点,障碍膨胀后搜索无碰路径并做连续碰撞检查。”;核心关系“clearance=min_t distance(q(t),obstacle)。”;算完例题“路径最小距离.4,安全阈值.5,因此不合格,差.1。”;实验步骤;失败边界“离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。”。五项缺一项,就回到对应段落重做,而不是继续背下一个名词。

Practice

本课练习

6

先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。

1方法单选:运动规划与碰撞检查 4 积分

实现运动规划与碰撞检查时,哪条证据链最严格?本节反例是:离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。

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2证据多选:运动规划与碰撞检查 4 积分

复核运动规划与碰撞检查时哪些材料必须保留?

多选题:必须选全正确项,漏选或多选均不得分。

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3专属计算:运动规划与碰撞检查 4 积分

净空0.8阈值0.3,安全余量?

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4推导与实验题:运动规划与碰撞检查 4 积分

围绕运动规划与碰撞检查完成可复算解答:解释“配置空间把机器人姿态视为点,障碍膨胀后搜索无碰路径并做连续碰撞检查。”,逐行使用 clearance=min_t distance(q(t),obstacle)。 重算“路径最小距离.4,安全阈值.5,因此不合格,差.1。”,执行“定义几何、插值分辨率与动力学约束,检查整段而非仅节点。”,再针对“离散采样太粗穿过薄障碍;只规划位置不管姿态。”构造最小反例并修正。

【评分量表】对象与口径2分;公式和中间步骤3分;例题数值3分;失败边界与修正2分。

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5u12独立题02:运动规划与碰撞检查 5 积分

评审运动规划与碰撞检查时哪些证据不可缺?

多选题:必须选全正确项,漏选或多选均不得分。

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6case独立题11:运动规划与碰撞检查 5 积分

净空0.8阈值0.3,安全余量?

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