Pianificazione e analisi di smooth trajectories eseguite con manipolatori robotici = Planning and analysis of smooth trajectories performed by robotic manipulators

Nel campo della robotica, e più in generale dei servo-sistemi di movimentazione meccanici, pianificare una traiettoria vuol dire trovare una relazione tra tempo e spazio, ovvero trovare una funzione che ad ogni istante di tempo contenuto nel range temporale in cui la traiettoria viene definita, associ una desiderata posizione nello spazio. Nel fare questo, ovviamente, occorre considerare i limiti del sistema di attuazione, i carichi applicati su di esso, le condizioni al contorno e le vibrazioni generate dall’esecuzione della traiettoria. La pianificazione delle traiettorie, infatti, oltre ad essere finalizzata alla corretta esecuzione di un task, deve essere eseguita in modo da ottenere dei movimenti smooth che permettono di evitare fenomeni indesiderati come vibrazioni ed eccitazioni di frequenze di risonanza che causerebbero danni ai componenti meccanici del sistema robotico. Esistono vari metodi che consentono di ottenere traiettorie smooth e la maggior parte di questi prevede l’utilizzo di funzioni polinomiali definite a tratti, funzioni trigonometriche e splines. L’obiettivo di questi metodi è assicurare la continuità delle funzioni cinematiche fino alla derivata dell’accelerazione nel tempo, ovvero il jerk, in modo da evitare i colpi di coppia in corrispondenza dei giunti del robot. Nell’elaborato si riportano il significato di movimento smooth, i metodi di misura più utilizzati per stimare il livello di scioltezza di un movimento, i metodi di pianificazione e gli algoritmi che possono essere utilizzati per definire traiettorie smooth, confrontandoli tra loro anche a seconda di caratteristiche come l’efficienza computazionale e la complessità.