Navigationsstrategie

Navigationsstrategie bezeichnet die Gesamtheit der Prinzipien, Methoden und Regeln, mit denen ein System oder eine Person einen Weg von Ausgangspunkt zu Ziel plant, verfolgt und anpasst. Sie berücksichtigt räumliche Gegebenheiten, Ressourcen, Zeit- und Sicherheitsanforderungen sowie rechtliche Vorgaben. In technischen Kontexten dient sie der zielgerichteten Fortbewegung in unbekannten oder dynamischen Umgebungen und umfasst Planung, Lokalisierung, Kartierung und Steuerung.

In der Robotik trennt man oft zwischen globaler (langfristiger) und lokaler (reaktiver) Planung. Die globale Planung bestimmt eine grobe Route auf Basis einer Karte, während die lokale Planung Hindernisse in Echtzeit berücksichtigt. Typische Algorithmen sind Dijkstra, A*, D*, Rapidly-exploring Random Trees (RRT) und probabilistische Pfadplanung; Reaktionsverfahren wie Potentialfelder ergänzen sie. Moderne Systeme integrieren SLAM zur simultanen Lokalisierung und Kartierung und verwenden Sensorfusion, um Unsicherheiten zu bewältigen.

Im maritimen und aviatischen Kontext umfasst eine Navigationsstrategie auch Wetter-, Strömungs- und Verkehrsbedingungen, Energie- oder Treibstoffeffizienz sowie Rechtsvorschriften zur Kollisionsvermeidung, wie COLREGs bzw. Luftfahrtregeln. Autonome Schiffe, Drohnen und Flugzeuge kombinieren Karten- und Wetterdaten, GNSS-Informationen, port- bzw. Fluginformationssysteme sowie Risikobewertung, um sichere Routenziele zu erreichen.

Herausforderungen sind unvorhergesehene Hindernisse, Sensorrauschen, Lokalisationsfehler und sich ändernde Rahmenbedingungen. Forschungsthemen umfassen lernbasierte Strategien, Multi-Agenten-Ansätze und die nahtlose Integration von Planung, Ausführung und Feedback. Wichtige Kriterien für gute Navigationsstrategien sind Sicherheit, Robustheit, Effizienz und Transparenz der Entscheidungsprozesse.