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Alberto Finzi » 2.Robotica mobile - parte prima


Robotica Mobile

Robot capaci di muoversi/spostarsi in un ambiente:

  • Superficie (terra);
  • Fluidostatico (acqua);
  • Fluidodinamico (aria);
  • Fluttuazione (spazio)
  • Altro …

Funzionalità basilare di un robot mobile:

  • Capacità di Locomozione:
  • Navigazione;
  • Mapping;
  • Localizzazione;
  • Esplorazione

Robotica Mobile: Tassonomia

Luogo di funzionamento:
Indoor, Outdoor, Altro

Tipo di terreno:
Civile piano, Civile multipiano, Sconnesso, Aperto

Tipo di ambiente:
Sgombro, Ingombro, Dinamico, Statico

Tipo di operazioni:
Movimento, Trasporto, Interazione ambiente, Interazione uomo

Mezzo di spostamento:
Ruote, Cingoli, Zampe, Altro

Numero di punti di appoggio:
Tre, Quattro, Sei, Altro

Robot Mobili Terrestri

  • Consideriamo Robot per mobilità di superficie;
  • Sistemi di Locomozione:
    • Wheeled (ruote): 2, 3, 4 etc.
    • Legged (gambe): 2, 3, 4, etc.
  • Ruote Motrici
    • Dotate di motore
  • Ruote Folli
    • Ruotano per il movimento sul terreno
  • Ruote Fisse
    • Asse con angolo costante con l’asse del veicolo
  • Ruote Sterzanti
    • Motore modifica posizione dell’asse rispetto all’asse del robot
  • Ruote Pivottanti
    • Asse ruota con il movimento sul terreno

Locomozione su Ruote

  • Guida Differenziale (AmigoBot, Pioneer 2-DX):
    • 2 ruote motrici indipendenti e una pivotante;
  • Guida Macchina (Ackerman steering):
    • 4 ruote con sterzo
  • Sincrono:
    • 3 ruote motrici collegate e strezanti;
  • Ruote omniridrezionali (mecanum):
    • 3 Ruote fisse
Locomozione su ruote

Locomozione su ruote


Centro Istantaneo di Curvatura

Ogni ruota ha il suo asse.
Gli assi devono convergere su un centro istantaneo di curvatura (ICC).

Ogni ruota ha il suo asse. Gli assi devono convergere su un centro istantaneo di curvatura (ICC).


Drive Differenziale

Drive Differenziale

Drive Differenziale


Drive Differenziale

Drive Differenziale

Drive Differenziale


Drive Ackermann

Drive Ackermann

Drive Ackermann


Drive Sincrono

Drive Sincrono

Drive Sincrono


Drive XR4000

Drive XR4000

Drive XR4000


Ruote Mecanum

Ruote omnidirezionali

Ruote omnidirezionali

Ruote Mecanum. Fonte: Wikipedia

Ruote Mecanum. Fonte: Wikipedia


Vincoli non-olonomici

Vincoli Non-olonomici limitano i movimenti incrementali nello spazio delle configurazioni del robot.

Robot con drive differenziale o sincrono si muovono su traiettorie circolari ma non lateralmente.

XR-4000 (ruote Mecanum) possono muoversi lateralmente.

Vincoli non-olonomici

Vincoli non-olonomici riducono lo spazio di controllo rispetto alla configurazione attuale (es., il movimento laterale non è possibile).

Vincoli olonomici riducono lo spazio delle configurazioni.

Problematiche Locomozione

Come si fa a sapere dove si deve andare?
Come si fa a sapere dove si è?
Problemi della localizzazione e dell’autolocalizzazione.

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Progetto "Campus Virtuale" dell'Università degli Studi di Napoli Federico II, realizzato con il cofinanziamento dell'Unione europea. Asse V - Società dell'informazione - Obiettivo Operativo 5.1 e-Government ed e-Inclusion