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# 避障路径规划优化报告（2026-10-15，基于 1dfdd48）
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## 现状问题（旧 routeOrVia 阶梯）
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1. **穿模**：`routeAroundPlan` 每段只查 ≤8 点（长段采样间隔 15°+），`coordinated` 二分松弛只查 6 点。
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60 个"直线被挡"随机场景里 18 条路径在 1° 细验下实际穿模（13 条为 coordinated）。
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2. **怪动作**：`CRUISE` 巡航位形把 J3/J5/J6 强制拉到固定值（0/-60/0），与障碍无关的腕部和大臂自转也被
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"归零再转回"；回退绕行（retract_pass）先收臂再伸展，路径绕远。
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3. **单目标**：绕行只认一个目标解 qT，换个肘/腕构型就能直走的情况被忽略。
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4. **动画顿挫**：`animTo` 每个中间位形各占固定 ms 并各自 smoothstep —— 每过一个 via 都减速到 0；
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5° 小段与 150° 大段用同样时间。
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## 改动
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- `ik-solver.js` 新增 6c 节：
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- `gatherGoals`：候选表里端点安全的 IK 解按加权关节距离取前 6 个（同盆地去重）作为目标集；
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- 先试多目标直线（1.5° 细验）→ 再试弦中点 J2/J4 微调单中间点 → 再上 **Lazy RRT-Connect**
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（起点树 ↔ 多根目标树；生长时只查节点 + 边中点，连通后整条路径细验，坏边判死子树）；
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- `shortcut`：随机捷径 + 贪心最远可达 + 逐轴拉直（去掉与障碍无关轴的来回摆）；
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- 加权度量 `PW=[1.6,1.4,1,1,0.7,0.5]`（近端轴代价高），定种子 LCG，结果可复现；
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- 连续轴段内变化 <179°，保证与查看器短弧插值走的是同一条线；
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- 规划失败时仍回落旧阶梯与 routeVia，最坏行为不劣于旧版。
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- 碰撞窄相位前加**胶囊级包围球预筛**（保守、零漏判）：`collideFree` 2.9 → 1.8 ms/次，
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4000 个随机位形与旧实现判定 0 差异。
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- `ik-glue.js animTo`：各段时长按"最慢轴所需时间"（轴速比 VREL）分配，整条折线一次全局缓入缓出，
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中间位形不停顿；总时长按路径长度伸缩。
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## 基准（`node tests/route_bench.cjs [solver] 60`，同一批 60 个直线被挡场景）
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| 指标 | 旧 | 新 |
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|---|---|---|
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| 1° 细验无穿模的路径 | 42/60 | 58/60（剩 2 条最大侵入 0.28/0.08 mm，在 0.3 mm 安全裕度内） |
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| 到达且无穿模 | 37 | 53 |
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| 两版都成功的 37 例：平均关节总行程 | 417° | 388°（−7%） |
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| 同上：估算执行时间 | 2.56 s | 2.46 s |
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| 平均规划耗时（Node 单线程） | 0.72 s | 1.23 s（全集）/ 0.94 s（37 例） |
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到不了的 5 例两版相同，属于目标超出安全可达区（IK 残差 4~235 mm），不是规划问题。
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## 已知取舍 / 后续
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- 规划耗时上升约 0.3~0.5 s（Worker 里跑，不卡界面）；拖拽实时模式预算 150 ms，超时回落旧阶梯。
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- 执行层仍是关节空间折线；若要上真机，下一步应做带加速度约束的时间最优参数化（TOPP）+ 拐角抛物线过渡，
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过渡段需重新做碰撞校验。
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## 二期：规划提速（2026-10-15）
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逐段计时（20 个被挡场景）：时间主要花在"单中间点微调"（~350 ms/例）、RRT（~280 ms）和平滑（~250 ms 截止）；
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每次碰撞判定约 1.5 ms，其中 80% 的线段距离计算来自 (2,4) 类零件对（P05/M3 × P07/M5，长期相距 ~5 mm）。
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改动：
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1. **两关节零件对类间隙表**：(2,4) 类的相对位姿只取决于 J3、J4，离线按 1° 网格生成最小间隙表
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（`webapp/tools/gen_pair2d.cjs` → `docs/collide.json` 的 `pair2d`）。运行时取最近网格点，按杠杆界
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（J3 3.24 mm/°、J4 2.54 mm/°）给出上下界，能定论就跳过/判撞，否则回退精算。2 万随机姿态与精算判定 0 差异；
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单次判定 1.60 → 1.25 ms。指纹校验：重新拟合胶囊后未重生成表会自动弃表（只变慢不出错）。
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2. **前移启发**：撞上的零件对/簇对移到表头，规划中反复撞同一处时首查即短路。
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3. **单次求解内判定记忆**：routeFrom / gatherGoals / 规划器对同一批 IK 候选不再重复判定。
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4. **routeFrom 惰性回退**：被挡时先不算"贴边停"位形（findSafeTarget + 二分），规划失败才补算。
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5. 微调只试前 2 个目标；平滑 50 次随机捷径 / 160 ms 截止，逐轴拉直 1 轮。
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同一批 60 例（`node tests/route_bench.cjs <solver> 60`）：
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| 指标 | 一期 | 二期 |
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|---|---:|---:|
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| 平均规划耗时 | 1239 ms | 837 ms（−32%） |
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| 到达目标 | 55 | 58 |
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| 1° 细验不穿模 | 58 | 58 |
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| 关节总行程均值 | 438° | 436° |
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| 往返次数均值 | 2.08 | 1.98 |
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尝试过但未采用：基于间隙 + 杠杆界的保守连续检测。(2,4) 类常年仅 ~5 mm 间隙把步长压到 <1°，
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单次间隙查询又比布尔判定贵，实测比 1.5° 离散检测慢 25%。
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