Progettazione e implementazione di un sistema avanzato di navigazione autonoma per robot quadrupedi = Design and implementation of an advanced autonomous navigation system for quadruped robots

La navigazione autonoma dei robot quadrupedi rappresenta un elemento chiave per permetterne l'impiego in scenari operativi complessi, come ispezione industriale, sorveglianza e monitoraggio di ambienti dinamici. Sebbene i robot moderni offrano una varietà di sensoristica e di capacità di movimento, la realizzazione di sistemi completi di mission planning e navigazione risulta ancora un lavoro complesso e non supportato nativamente dai vendor di soluzioni robotiche. Il lavoro di tesi è stato svolto presso Sprint Reply nel laboratorio di robotica Area42 a Torino, realtà specializzata nello sviluppo di soluzioni avanzate di robotica e automazione. L'obiettivo è la progettazione e l'implementazione di un sistema completo per la gestione di missioni autonome sul robot quadrupede Unitree Go2, basato su ROS2. L'architettura proposta si combina di due parti fondamentali: la fase di registrazione della missione, in cui l'operatore guida il robot per acquisire la mappa dell'ambiente, memorizzare un percorso e annotare azioni da eseguire in punti specifici; la fase di riproduzione autonoma, in cui il robot ricarica le informazioni raccolte ed esegue la missione in autonomia, adattando la traiettoria in presenza di ostacoli e variazioni dell'ambiente dinamico. Per supportare l'autonomia della navigazione, sono integrati moduli di SLAM, pianificazione di percorsi, localizzazione e percezione dell'ambiente circostante attraverso sensori LiDAR, IMU e camera. Per la validazione sperimentale sono stati effettuati test per la stabilità del software, la precisione della localizzazione, l'affidabilità nell'esecuzione delle missioni e la gestione degli ostacoli. Tutto questo è stato effettuato su diversi scenari reali realizzati all'interno di Area42. La soluzione sviluppata si è dimostrata affidabile ed adattabile a diversi contesti operativi, ponendo le basi per missioni più complesse svolte in completa autonomia