Trajectplanning omvat methoden en algoritmen om een optimaal of haalbaar pad te bepalen dat een agent (robot, autonoom voertuig, drone, enz.) moet volgen om een bepaald doel te bereiken, rekening houdend met diverse beperkingen (obstakels, dynamica, natuurkundige wetten). Dit proces vereist het anticiperen op veranderingen in de omgeving, omgaan met onzekerheid en het garanderen van de fysieke uitvoerbaarheid van de beweging. Trajectplanning onderscheidt zich van eenvoudige navigatie doordat het niet alleen de padgeneratie, maar ook dynamische aanpassing en compatibiliteit met de daadwerkelijke capaciteiten van de agent omvat. Het is essentieel in veel autonome systemen en robotica.
Toepassingsgevallen en voorbeelden
Trajectplanning wordt gebruikt om industriële robots te begeleiden bij complexe manipulatie, autonome voertuigen veilig te laten rijden in stedelijke omgevingen en drones te coördineren tijdens surveillancemissies. Daarnaast vindt het toepassing in virtuele animatie, robot-geassisteerde chirurgie en geautomatiseerde logistiek.
Bijvoorbeeld, een industriële lasrobot gebruikt trajectplanning om zijn arm zonder botsingen rond onderdelen te bewegen, terwijl een zelfrijdende auto deze algoritmen inzet om manoeuvres en routeoptimalisatie te voorzien.
Belangrijkste softwaretools, bibliotheken en frameworks
Veelgebruikte open source tools zijn: MoveIt! (robotica), OMPL (Open Motion Planning Library), ROS Navigation Stack (mobiele robotica), TrajOpt (trajectoptimalisatie), Drake en Tesseract. Deze frameworks bieden uiteenlopende algoritmen, van eenvoudig (A*, Dijkstra) tot geavanceerd (RRT*, PRM, niet-lineaire optimalisatie).
Laatste ontwikkelingen en trends
Recente trends omvatten de integratie van machine learning voor het voorspellen van bewegende obstakels, real-time optimalisatie met hybride algoritmen en het omgaan met onzekerheid in omgevingswaarneming. Ook interoperabiliteit van tools, automatische configuratie en aanpassing aan steeds complexere en dynamische omgevingen zijn actuele ontwikkelingen, vooral bij autonome stedelijke mobiliteit en collaboratieve robotica.