代價地圖

代價地圖是把機器人周圍環境切成一格格小方塊的地圖，每個方塊裡存著一個數字，表示穿過那個位置有多「貴」、有多冒險。一塊空曠地面對應的方塊很便宜，所以代價很低；正好壓在牆上的方塊是禁止通行的，代價就拉到最高；而緊挨著牆的方塊代價中等偏高，是在提醒機器人留出一點餘地。當規劃器尋找路線時，會沿著每一條候選路徑把這些逐格的代價加起來，並偏好總和最小的那條路線——就像在過溪流時，挑選一組最便宜的踏腳石一樣。

讓代價地圖變得安全的一個關鍵技巧是障礙物膨脹：在每個真實障礙物的周圍，代價地圖會塗上一圈代價升高的光暈，並隨距離逐漸淡出，彷彿把障礙物吹脹得比它實際更大。之所以這樣做，是因為機器人並不是一個點——它有寬度——所以如果允許路徑貼著牆的真實邊緣擦過去，機器人的身體其實會撞上。透過把障礙物膨脹，規劃器就能繼續把機器人當作一個點來處理，同時仍然留出一段真正的安全間隙。光暈的大小通常設為機器人自身的半徑，再加上一點讓人放心的餘量。

代價地圖通常是根據即時感測器資料——雷射掃描、深度相機、碰撞條——不斷重新建構並持續更新的，因此它既能捕捉到儲存地圖中固定的牆，也能捕捉到新出現的東西，比如一個走進走廊的人。導航系統常常同時維護兩層：一層是覆蓋整個區域、變化緩慢的全域代價地圖，用來規劃總體路線；另一層是圍繞機器人、更新很快的局部代價地圖，用來即時躲避突發情況。