طراحی مسیر دینامیکی و پیاده سازی ناوبری برای ربات سیار در یک محیط ناشناخته با حضور موانع

ناوبری در محیط پیرامونی برای هر وسیله متحرکی مهم است. اجتناب از موقعیت های پرخطر نظیر برخوردها و شرایط غیر ایمن به یک مسئله بهینه سازی مسیر منجر می شود. این مسئله، طراحی مسیری است که تعدادی معیار را با رعایت شرایط مرزی کمینه و یا بیشینه می نماید. مسئله طراحی مسیر بدون برخورد برای ربات های سیار در این رساله مطرح می شود و روش های تکاملی متعددی برای حل مسئله بهینه سازی به کار گرفته می شود. بعلاوه برای اجتناب از موانع، گرادیان تابع پتانسیل واقع شده روی موانع بر پایه الگوریتم میدان پتانسیل در نظر گرفته می شود. این مسئله بهینه سازی می تواند با اثرات شیب سطح حرکت و دینامیک ربات تلفیق گردد. به منظور ارزیابی بازدهی انرژی مسئله جدیدی تدوین می گردد. تابع هدف بر پایه انرژی ربات و به منظور افزایش زمان اجرای عملیات ربات و شارژ باتری کمینه می شود. این انرژی اغلب در موتورها هدر می رود که این هدر رفت به منحنی سرعت ورودی ربات سیار وابسته است. الگوریتم های ارائه شده برای تولید مسیر حرکت ربات های سیار چرخ دار، کلیت و بازدهی مناسبی دارند. آزمایشات عملی به منظور اعتبار سنجی رویه پیشنهاد شده انجام می شود. نتایج گزارشات با داده های حرکتی از ربات رومبای شرکت آی¬ربات جمع آوری می¬شود. تلاش ها روی بهبود این ربات خانگی به یک سامانه تحقیقاتی رباتیک متمرکز می¬شود تا از حسگرهای ربات بهره ببرد. شبیه ساز گرافیکی برای دسترسی به جزئیات داده¬های مورد نیاز الگوریتم ها طراحی می شود. شبیه سازی و آزمایشات تجربی صورت گرفته و مقایسه می شوند. انطباق آن ها نشان می دهد که عملکرد خوبی در حل مسائل بهینه سازی برای اجتناب از کمینه های محلی محقق شده است.