طراحی مسیر ربات‌های متحرک با ترکیب روش میدان پتانسیل مصنوعی و الگوریتم فراابتکاری شاهین

طراحی مسیر ربات‌های متحرک یکی از مسائل مهم در حوزه رباتیک است. همچنین امروزه بهینه­سازی طول مسیر حرکت و عبور از تله‌های حداقل محلی یکی از مشکلات اساسی و به روز در ربات‌های متحرک است. یکی از روش‌های مهم در طراحی مسیر این­گونه ربات‌ها، روش میدان پتانسیل مصنوعی است زیرا مبتنی بر محاسبات ساده ریاضی است. از مهم‌ترین معایب این روش می‌توان به گیرکردن در تله‌های حداقل محلی اشاره نمود. یک رویکرد برای رفع مشکل حداقل‌های محلی، استفاده از روش­های بهینه­سازی برای یافتن ضرایب مناسب جذب، دفع و طول گام است که بتواند هم از حداقل­های محلی عبور کند و هم طول مسیر را نیز در بهینه­سازی لحاظ نماید. الگوریتم شاهین یک الگوریتم فراابتکاری قوی و جدید در حوزه بهینه‌سازی است که مبتنی بر جمعیت و الهام گرفته شده از زندگی شاهین‌ها در طبیعت است. این الگوریتم توانسته است برتری خود را بر روش­های بهینه­سازی مشابه در یافتن جواب بهینه، همگرایی سریعتر، زمان حل کمتر و دوری از حداقل­های محلی اثبات نماید. از آن­جایی که این روش تاکنون در طراحی مسیر ربات­های متحرک مورد استفاه قرار نگرفته است، در این مقاله به­منظور رفع معایب روش میدان پتانسیل مصنوعی و هم­چنین بهینه‌سازی طول مسیر، بازده مسیریابی و زمان همگرایی از الگوریتم شاهین استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی حاکی از رفع معایب روش میدان پتانسیل مصنوعی و بهینه‌شدن طول مسیر حرکت، افزایش بازده مسیریابی و کاهش زمان همگرایی است.