طراحی مسیر یک ربات سری در محیط دینامیکی و کنترل آن با استفاده از فیدبک تصویری

عملیات تولید یک منحنی حرکتی به صورت تابعی از زمان از نقطه شروع به نقطه هدف بدون برخورد با موانع که از نقاط مورد نظر عبور کند و قیود حرکتی مورد نظر را ارضا کند، طراحی مسیر نامیده می شود. طراحی مسیر ربات به دو صورت انجام می شود. طراحی مسیر غیرهمزمان و طراحی مسیر بلادرنگ. هر یک از این دو روش با توجه به شرایط محیطی ربات کاربرد پیدا می کنند. محیط و شرایط کاری رباتها به دو بخش کلی "استاتیکی" و "دینامیکی" تقسیم می شوند. چنانچه در محیط کاری ربات موقعیت تمام اشیاء مورد نظر و موانع ثابت و از قبل مشخص باشند، محیط یک محیط استاتیکی شناخته می شود. گاهی اوقات شرایط کاری ربات ثابت نیست و دائماً در حال تغییر است. در این صورت مسأله طراحی مسیر به یک مسأله طراحی مسیر در محیط دینامیکی تبدیل می شود. محیطهای دینامیکی بسته به اینکه تغییر موقعیت موانع و اجسام از پیش شناخته شده باشند یا نباشند، به دو دسته "محیطهای دینامیکی ساختارمند" و "محیطهای دینامیکی بدون ساختار" تقسیم می شوند. مسئله گرفتن جسم متحرک با حرکت نا مشخص که در این پایان نامه مد نظر می باشد یکی از مسائل زیر شاخه طراحی مسیر بلادرنگ در محیط های دینامیکی بدون ساختار می باشد. مسئله گرفتن از نظر چگونگی حرکت جسم متحرک به دو دسته گرفتن جسم با سرعت مانور پایین و گرفتن جسم با سرعت مانور بالا تقسیم می شوند. روش های متعددی برای حل این مسئله ارائه شده است. در این پایان نامه روشی مبتنی بر طراحی مسیر نقطه به نقطه برای دسته اول ارائه می شود. در این روش مسیری برای ربات طراحی می شود و در حین حرکت ربات با توجه به تغییرات شرایط محیط در بازه های زمانی مشخص اصلاح می شود. برای حل مسئله در دسته دوم از روش های مبتنی بر هدایت و ناوبری استفاده شده است. در این روش بجای طراحی مسیر، بردار شتابی به سرپنجه ربات اعمال می شود. این شتاب سعی در کاهش فاصله سرپنجه با جسم هدف و در نهایت گرفتن آن را دارد.