경로 계획은 로봇이 목표 지점에 도달하는 경로를 계산합니다. 이 과정에서 장애물, 로봇의 형태, 그리고 각 경로의 소요 시간 등을 고려합니다. 출력은 로봇이 따라갈 수 있는 일련의 경유지 또는 연속적인 경로입니다. 동작 계획은 여기에 타이밍과 동역학을 추가합니다. 경로 계획은 '언제'가 아니라 '어디로' 가는지를 결정하는 과정입니다.

대표적인 알고리즘으로는 다익스트라 알고리즘과 A* 알고리즘이 있습니다. 다익스트라 알고리즘은 그래프에서 최단 경로를 찾고, A* 알고리즘은 탐색 속도를 높이기 위해 휴리스틱을 추가합니다. 격자형 그래프에서는 A* 알고리즘이 빠르고 효율적입니다. 연속형 그래프에서는 RRT나 PRM과 같은 샘플링 기반 플래너가 무작위로 경로를 탐색하고 연결하여 경로를 찾습니다.

경로 계획 시 고려 사항

• 최단 경로: 거리를 최소화합니다.
• 가장 안전한 경로는 장애물과의 간격을 최대한 확보하는 것입니다.
• 가장 매끄러운 경로: 회전과 가속을 최소화합니다.
• 에너지 효율적인 경로: 오르막길 주행이나 제동을 최소화합니다.
• 변화하는 장애물: 환경 변화에 따라 계획을 수정하십시오.

짧은 경로가 위험할 수도 있고, 안전한 경로가 길 수도 있습니다. 경로 계획기는 이러한 요소들을 가중치로 고려한 비용 함수를 최적화합니다. 창고에서는 시간이 비용이 될 수 있고, 수술 로봇에서는 계획된 경로에서 벗어나는 것이 비용이 될 수 있으며, 행성 탐사 로봇에서는 갇힐 위험이 비용이 될 수 있습니다. 경로 계획은 지도와 움직임을 연결하는 다리 역할을 합니다. 경로 계획이 없으면 로봇은 어디로 가고 싶은지는 알지만 어떻게 가야 할지는 모릅니다. 경로 계획이 있으면 로봇은 사람의 개입 없이 복잡한 환경을 탐색할 수 있습니다.