路徑與軌跡

在日常說話裡，「路徑」和「軌跡」聽起來像是一回事，但在機器人學裡它們是兩個不同的步驟，把它們分清楚很要緊。路徑純粹是路線的形狀——機器人將要經過的那一連串姿態構成的幾何線條，從起點到目標——完全不涉及時間。它就像畫在地圖上的一條小道：它指出該往哪走，卻沒說多快走、什麼時候走。軌跡則給同一條路線釘上一隻時鐘：它精確地規定機器人在每一個時刻應該處在哪裡，因而也就隱含了每一刻的速度和加速度。路徑回答的是「往哪走？」；軌跡回答的是「往哪走，而且每一步走多快？」

規劃通常照這個順序進行，是有充分理由的。先由規劃器找出一條路徑——一條暢通、不碰撞的空間路線——這一步只操心幾何。接著，由一個單獨的步驟（叫做時間參數化或軌跡生成）給這條路徑配上機器人電機真正能執行的時間安排：平滑地加速、在轉角處減速、絕不索要超出硬體所允許的力或速度。同一條路徑，既可以變成一條緩慢溫和的軌跡，也可以變成一條又快又猛的軌跡。這樣把工作拆開非常有力：避開障礙這道難解的幾何題只解一次，而平穩移動、不越出機器人極限這件事，則在它之上、隨後再來處理。