Padplanning berekent een route voor een robot om een ​​doel te bereiken. Hierbij wordt rekening gehouden met obstakels, de vorm van de robot en de kosten van verschillende routes. Het resultaat is een reeks tussenpunten of een doorlopend pad dat de robot kan volgen. Bewegingsplanning voegt timing en dynamiek toe. Padplanning gaat over waarheen, niet wanneer.

De klassieke algoritmen zijn Dijkstra en A*. Dijkstra vindt het kortste pad in een graaf. A* voegt een heuristiek toe om de zoektocht te versnellen. Op een rasterkaart is A* snel en effectief. Op een continue kaart verkennen op sampling gebaseerde planners zoals RRT en PRM de ruimte door willekeurig configuraties te selecteren en met elkaar te verbinden.

Overwegingen bij het plannen van een route

• Kortste pad: minimaliseer de afstand.
• Veiligste route: zorg voor maximale afstand tot obstakels.
• De meest vloeiende route: minimaliseer bochten en acceleratie.
• Energiezuinige route: minimaliseer het rijden bergopwaarts en het remmen.
• Dynamische obstakels: pas uw plan aan naarmate de omgeving verandert.

Een kort pad kan onveilig zijn. Een veilig pad kan lang zijn. De planner optimaliseert een kostenfunctie die deze factoren weegt. In een magazijn kunnen de kosten tijd zijn. Bij een chirurgische robot kunnen de kosten afwijking van een geplande route zijn. Bij een planetaire rover kunnen de kosten het risico zijn om vast te komen zitten. Padplanning is de brug tussen een kaart en een beweging. Zonder padplanning weet de robot waar hij naartoe wil, maar niet hoe hij daar moet komen. Met padplanning kan de robot door complexe omgevingen navigeren zonder menselijke tussenkomst.