构型空间

机器人所有可能姿态组成的空间，其中每个点对应一种完整姿态。

构型（configuration）是能唯一确定机器人各部位位置的一组数，构型空间就是全部可能构型的集合，维数等于自由度数。例如平面上能平移和转动的物体是 3 维 (x, y, θ)，空间刚体是 6 维，n 个转动关节的固定基座机械臂是 n 维、直接用关节角作坐标。据《Modern Robotics》，Lozano-Pérez 在 1980 年的 MIT 报告中把它引入运动规划：把会与障碍物相撞的构型标成障碍区，其余叫自由空间，于是「让有形状的机器人绕开障碍」变成「让一个点在构型空间里找路」。RRT、PRM 等采样式规划器都在构型空间里工作。

例子平面两连杆机械臂的构型空间由两个关节角 (θ1, θ2) 组成（严格说是一个环面）；桌上的杯子在这张图上会变成一块不规则禁区，规划路径就是在图上从起点连到终点并绕开禁区。

也叫

位形空间、C空间、构型、Configuration、配置空间

相关

自由度、关节空间、运动规划、基于采样的规划、碰撞检查、广义坐标

来源

Modern Robotics（Lynch & Park, 2017 预印本）第 2 章 Configuration Space
Motion planning - Wikipedia
Configuration space (physics) - Wikipedia