1 动力学与运动学
动力学和运动学是物理学中两个密切相关但不同的分支,它们都研究物体的运动,但侧重点不同。
1.1 动力学
动力学(Dynamics)是研究物体运动的原因,即力和物体运动之间的关系。它涉及到牛顿的运动定律,特别是牛顿第二定律 F=ma,其中 F 是力,m 是物体的质量,a 是加速度。动力学不仅描述物体如何运动,还解释了为什么物体以特定的方式运动,即它关注的是“为什么会发生”。动力学考虑的是力和物体相互作用的结果,以及这些相互作用如何影响物体的运动状态。
1.2 运动学
运动学(Kinematics)是研究物体运动的几何性质,不考虑导致这种运动的原因。它主要关注物体的位置、速度、加速度以及它们随时间的变化关系。运动学描述的是“发生了什么”,而不是“为什么会发生”。例如,当你描述一个物体如何移动,它的速度有多快,以及它的加速度是多少时,你就在使用运动学的概念。
简而言之,运动学是关于物体如何运动的描述,而动力学是关于物体为什么这样运动的解释。在物理学的研究中,这两个分支通常是相互补充的,共同构成了我们对物体运动全面理解的基础。
2 动力学约束与运动学约束
在自动驾驶领域,动力学约束和运动学约束是两个重要的概念,它们在规划车辆的运动路径和控制策略时起着关键作用。
2.1 动力学约束
动力学约束(Dynamics Constraints)涉及车辆的物理属性和它与环境相互作用的规律。这些约束考虑了车辆的质量、