Yörünge planlama, bir ajanın (robot, otonom araç, drone vb.) belirli bir hedefe ulaşabilmesi için engeller, dinamikler ve fiziksel yasalar gibi çeşitli kısıtlamaları gözeterek en uygun veya uygulanabilir yolu bulmasını sağlayan yöntemler ve algoritmalar bütünüdür. Bu süreç, çevresel değişikliklerin öngörülmesini, belirsizliklerin yönetilmesini ve hareketin fiziksel olarak gerçekleştirilebilir olmasını içerir. Sadece yol bulmadan farklı olarak, hem güzergah üretimini hem de ajanın gerçek dünyadaki kapasitelerine uygunluğu ve dinamik adaptasyonu kapsar. Otonom ve robotik sistemlerin temel bileşenlerinden biridir.
Kullanım alanları ve örnekler
Yörünge planlama; endüstriyel robotların karmaşık manipülasyon görevlerinde yönlendirilmesinde, otonom araçların şehir içi ortamlarda güvenli bir şekilde hareket edebilmesinde ve gözetim görevlerinde droneların koordinasyonunda kullanılır. Ayrıca sanal animasyon, robot destekli cerrahi ve otomatik lojistikte de uygulanır.
Örneğin, bir endüstriyel kaynak robotu, kolunu çarpışmasız bir şekilde parça etrafında hareket ettirmek için yörünge planlama algoritmalarını kullanır. Bir otonom araç ise engellerden kaçınma ve güzergah optimizasyonu için bu algoritmaları uygular.
Başlıca yazılım araçları, kütüphaneler ve frameworkler
Bu alanda yaygın olarak kullanılan açık kaynak araçlar şunlardır: MoveIt! (robotik), OMPL (Open Motion Planning Library), ROS Navigation Stack (mobil robotik), TrajOpt (yörünge optimizasyonu), Drake ve Tesseract. Bu frameworkler; basitten (A*, Dijkstra) karmaşığa (RRT*, PRM, doğrusal olmayan optimizasyon) kadar çeşitli algoritmalar sunar.
Son gelişmeler ve eğilimler
Son zamanlarda makine öğrenmesinin, dinamik engel hareketlerinin öngörülmesinde entegrasyonu, hibrit algoritmalarla gerçek zamanlı optimizasyon ve çevresel algıdaki belirsizliklerin yönetimi öne çıkmaktadır. Araçlar arası birlikte çalışabilirlik, otomatik yapılandırma, uyarlanabilirlik ve özellikle otonom şehir içi hareketlilik ile işbirlikçi robotik için giderek daha karmaşık ve dinamik ortamlara yayılım da önemli eğilimlerdendir.