点到点的轨迹规划算法可以理解为在规定的时间T内,从已知起始点运动到末尾点的方法。这里引入中间变量s(t),它是时间的函数,定义域为[0,T],值域为[0,1],s与的关系见下面公式。这个公式不难理解,当s=0时,;当s=1时,。
对t求导是速度,即:
对t求二阶导是加速度,即
所以
由于和是已知的,所以速度和加速度随时间的变化取决于,这里的s(t)有很多种方法,比较常用的是三次函数,五次函数,梯形曲线,S曲线等。这里对这几种曲线的方法和优缺点进行一下介绍。
二. 三次曲线
三次曲线公式为
,
根据起始和终止时刻的约束条件即
这四个约束条件可以分别求出
所以
分别画出随时间变化的曲线。细心的朋友可以看出在在初始和末了时刻加速度是不连续的,会有冲击,这也是三次曲线的缺点。
三. 五次曲线
五次曲线公式为
根据起始和终止时刻的约束条件即
这六个约束条件可以分别求出
所以
分别画出随时间变化的曲线。从图中可以看出加速度始末时刻页是连续的,消除了三次曲线始末时刻有冲击的缺点。