Planificarea traiectoriilor reprezintă ansamblul de metode și algoritmi care determină o cale optimă sau fezabilă pe care un agent (robot, vehicul autonom, dronă etc.) trebuie să o urmeze pentru a atinge un obiectiv dat, respectând diverse constrângeri (obstacole, dinamică, legi fizice). Acest proces implică anticiparea evoluției mediului, gestionarea incertitudinii și asigurarea fezabilității fizice a mișcării. Se deosebește de navigația simplă prin integrarea nu doar a generării traseului, ci și a adaptării dinamice și a compatibilității cu capacitățile reale ale agentului. Este esențială în multe sisteme autonome și robotică avansată.
Cazuri de utilizare și exemple
Planificarea traiectoriilor este utilizată pentru a ghida roboții industriali în sarcini complexe de manipulare, pentru a permite vehiculelor autonome să circule în siguranță în medii urbane și pentru a coordona mișcarea dronelor în misiuni de supraveghere. De asemenea, are aplicabilitate în animație virtuală, chirurgie robotică și logistică automatizată.
De exemplu, un robot de sudură industrial folosește planificarea traiectoriilor pentru a-și deplasa brațul în jurul pieselor fără coliziuni, iar un automobil autonom utilizează aceste algoritmi pentru a anticipa manevre de evitare a obstacolelor și optimizarea traseului.
Principalele instrumente software, librării și framework-uri
Printre instrumentele open source utilizate se numără: MoveIt! (robotică), OMPL (Open Motion Planning Library), ROS Navigation Stack (robotică mobilă), TrajOpt (optimizare traiectorii), Drake și Tesseract. Aceste framework-uri oferă algoritmi variind de la cei simpli (A*, Dijkstra) la cei avansați (RRT*, PRM, optimizare neliniară).
Dezvoltări recente și tendințe
Tendințele actuale includ integrarea machine learning-ului pentru anticiparea mișcărilor obstacolelor dinamice, optimizarea în timp real cu algoritmi hibrizi și gestionarea percepției incerte a mediului. Interoperabilitatea instrumentelor, configurarea automată și adaptarea la medii tot mai complexe și dinamice sunt priorități, în special pentru mobilitatea urbană autonomă și robotică colaborativă.