برنامه ریزی حرکت ربات های منفرد و چندگانه با استفاده از گراف هماهنگی

یکی از زمینه های فعال در عرصه علوم رباتیک، برنامه ریزی حرکت برای ربات های متحرک می باشد. احتراز از برخورد با موانع موجود در فضای کاری، اساس تحقیقات در زمینه برنامه ریزی حرکت ربات می باشد. بطور کلی مسائل برنامه ریزی حرکت از نوع pspace-hard و np-hard هستند. سیستم های چند رباتی نیز در واقع تعمیم یافته سیستم های تک رباتی می باشند که در آن ربات ها در یک محیط مشترک در کنار هم قرار دارند و با یکدیگر به طور مستقیم و غیر مستقیم تعامل می نمایند. پیچیدگی زمانی مسئله برنامه ریزی حرکت چند رباتی با افزایش تعداد ربات ها بصورت نمایی افزایش می یابد. در این پایان نامه از رویکرد مجزا جهت برنامه ریزی سیستم های چندرباتی استفاده شده است به این ترتیب که ابتدا مسئله چند رباتی به چندین سیستم تک رباتی تجزیه می شود و مسیر بهینه برای هر سیستم تک رباتی توسط الگوریتم هیوریستیک tvs بر روی نمودار ورونویی فضای کار، محاسبه می گردد. الگوریتم tvs ارائه شده در این تحقیق، مبتنی بر جستجوی دوطرفه و از خانواده جستجوی *a می باشد. tvs مسیر بهینه کلی را در زمان o(nlogn) می یابد بطوریکه در هر تکرار مسیر بهینه میان دو رأس را با استفاده از ویژگی های توپولوژی هندسی مسأله تخمین می زند و در دام بهینه های محلی قرار نمی گیرد. جهت برنامه ریزی سیستم چند رباتی از رویکرد نظریه بازی ها استفاده شده است. بطوریکه برای هماهنگی میان مسیر ربات ها از بازی های هماهنگی، تعادل نش و گراف های هماهنگی استفاده نموده ایم و الگوریتمی توزیع شده ارائه نموده ایم که در فضای کاری پیچیده و شامل ربات های دیسکی با شعاع های مختلف، از بروز تصادف میان ربات ها و حالات قفل شدگی ممانعت بعمل می آورد.