可达性地图 / 逆可达性地图

离线预存机械臂能到达哪些末端位姿；逆图反查底座放哪能够到目标。

可达性地图是对机械臂工作空间的离线预计算：把末端周围的空间划成三维体素，每个体素里再采样若干朝向，用逆运动学逐一检查能否到达，把结果（常用可达朝向的比例表示可达程度）存成表，用时直接查，不必现场反复求逆解。Zacharias 等人在 2007 年提出了这种「能力图」。逆可达性地图把每个可达位姿取逆，得到「以目标末端位姿为原点，底座可以放在哪里」的分布，Vahrenkamp 等人在 2013 年用它解决移动操作机器人的底座摆放问题。它们常用于抓取规划里筛掉够不着的抓取、移动操作里选站位，以及评估机器人设计和安装位置；2024 年的 RM4D 把两者压缩进同一个四维数据结构。

例子移动机器人去桌边拿杯子：以候选抓取位姿为中心查逆可达性地图，得到地面上一片「站在这里能够到」的区域，去掉会撞桌子或不可通行的位置，再选可达程度最高的点作为导航目标。

也叫

能力图、Capability Map、逆能力图、Inverse Capability Map

相关

工作空间、逆运动学、移动操作、复合机器人、抓取规划、可操作度

来源

RM4D: A Combined Reachability and Inverse Reachability Map for Common 6-/7-axis Robot Arms (arXiv 2410.06968)