Uma trajetória é o caminho que um robô percorre no espaço e no tempo. É mais do que um simples caminho. Um caminho é apenas geometria. Uma trajetória inclui a velocidade, a aceleração e o tempo. Especifica onde o robô está a cada instante, e não apenas a rota que percorre.

A geração de trajetórias é um problema fundamental na robótica. O controlador precisa de uma referência suave para seguir. Uma mudança brusca de posição exigiria uma aceleração infinita. Os motores reais não conseguem fazer isso. Assim sendo, o gerador de trajetórias cria uma curva suave, geralmente um polinómio ou uma spline, que respeita os limites de velocidade e aceleração. O robô segue a trajetória o mais fielmente possível.

Características da trajetória

• Perfis de posição, velocidade e aceleração.
• Jerk: a taxa de variação da aceleração, minimizada para uma maior suavidade.
• Otimizado em termos de tempo: o mais cedo possível dentro dos limites estabelecidos.
• Suave: minimiza o desgaste e a vibração.
• Sem colisões: evita obstáculos ao longo do percurso.

Uma boa trajetória é suave e eficiente. Uma má trajetória é irregular e lenta. O jerk, a derivada da aceleração, é especialmente importante. Um jerk elevado provoca vibração, desgaste e ruído. Os geradores de trajetórias minimizam o jerk utilizando perfis em forma de S em vez de perfis trapezoidais. A curva em S aumenta a aceleração gradualmente, produzindo um movimento mais suave. As trajetórias são calculadas no espaço articular ou no espaço cartesiano. As trajetórias no espaço articular são mais fáceis de calcular e evitam singularidades. As trajetórias no espaço cartesiano são mais intuitivas, mas podem exigir uma cinemática inversa complexa. A escolha depende da tarefa. Um robô de soldadura segue uma trajetória cartesiana ao longo de uma junta. Um robô de pegar e colocar pode utilizar uma trajetória no espaço articular para obter velocidade. A trajetória é o plano de movimento do robô.