طراحی بهینه مسیر حرکت یک ربات با دیدگاه زمان و انرژی

در طول 30 سال گذشته،از الگوریتم ژنتیک در شاخه های زیادی نظیر کنترل، شناسایی سیستم ها، رباتیک، طراحی و برنامه ریزی استفاده شده است. در این پروژه، تکنیکی بر پایه الگوریتم ژنتیک چند هدفه پیشنهاد شده است. معیارهای حداقل زمان، حداقل انرژی و حداقل جرک ضابطه هایی برای تولید مسیر، بوسیله ی الگوریتم ژنتیک به منظور ابزار بهینه سازی بکار گرفته شده است. در این روش، طراحی مسیر با تولید الگوریتمی به منظور حرکت پیوسته، که بازوی ربات را از یک پیکربندی اولیه، به نقطه انتهائی مطلوب در فضای کاری، بدون در نظر گرفتن مانع جابجا کند، نشان داده شده است.از توابع اسپلاین مکعبی برای تولید مسیر مفصلی ربات های صنعتی استفاده شده است. حرکت ربات به وسیله ی ترتیبی از نقاط کارتزین، موقعیت ها و جهتگیری های نوک بازوی ربات مشخص شده است. برای ربات n مفصلی، این نقاط کارتزین به n مجموعه از جابجایی های مفصلی تبدیل می شود، هر مجموعه برای یک مفصل. چندجمله ای تکه ای درجه3 برای اتصال توالی جابجایی های مفصلی برای هر یک از n مفصل استفاده شده است. بخاطر استفاده از نظریه توابع اسپلاین مکعبی، فقط بایستی n-2 معادله برای هر مفصل حل شود. n، نشاندهنده تعداد نقاط اسپلاین مکعبی استفاده شده در این چارچوب است. اسپلاین مکعبی پیوستگی سرتاسری سرعت و شتاب حرکتی ربات را تضمین می کند. الگوریتم حاضر با هدف کمینه شدن زمان نهایی طی مسیر و همچنین کمینه شدن انتگرال مربع جرک با توجه به قیود فیزیکی سرعت، شتاب و جرک، در فاصله ی زمانی بین هر جفت نقاط واسطه، تهیه شده است. مقایسه نتایج، نشاندهنده ی عملکرد مناسب این الگوریتم برای ربات پوما560 می باشد.