برنامه ریزی چند معیاره ی مسیر حرکت روبات پرنده

مسیریابی روبات عبارت است از یافتن یک توالی حرکت برای روبات که در محیطی با اشیای ثابت یا متحرک از ‏یک نقطه آغازین شروع شده و بدون برخورد با موانع به یک نقطه ی پایانی ختم می گردد. این مبحث از منظر محدودیت های دینامیکی به دو دسته هولونومیک و غیرهولونومیک تقسیم می شود. در ناحیه عاری از مانع، در حالت هولونومیک روبات آزادانه می تواند از هر نقطه به نقطه دیگر حرکت کند اما در حالت غیرهولونومیک به دلیل وجود محدودیت های سینماتیکی ( و یا محدودیت های دینامیکی) دامنه حرکتی روبات محدودتر می شود، به عنوان مثال یک ماشین یا یک پهباد نمی توانند به پهلو حرکت کنند. علیرغم کاربردهای فراوان پهبادها، بیشتر الگوریتم های ارائه شده در زمینه برنامه ریزی حرکت مربوط به روبات های هولونومیک است که دلیل عمده آن نیز پیچیدگی برنامه ریزی حرکت روبات های غیرهولونومیک است. بیشتر الگوریتم های غیرهولونومیک موجود در برنامه ریزی پهبادها، ارتفاع پهباد را ثابت در نظر گرفته و به نوعی مسئله را در فضای دو بعدی حل می کنند. از آنجا که پهبادها در بسیاری از ماموریت های محول شده می بایست از مکان های متعددی بازدید کرده و پس از به اتمام رساندن ماموریت به آشیانه ی خود بازگردند، در این پژوهش هدف پیدا کردن تور بهینه ی قابل پرواز توسط پهبادی است که بایستی از مکان های به خصوصی بازدید کرده و با در نظر گرفتن محدودیت های سینماتیکی به مکان اولیه ی خود باز گردد. در همین راستا الگوریتمی جهت مسیریابی سه بعدی پهباد ارائه شده است که مسیرهایی با انحنای بیشینه ایی کمتر از یک مقدار خاص تولید می کند.ابتدا چندین توالی از مکان هایی که بایستی بازدید شوند ایجاد شده و با استفاده از روش پیشروی سریع، مسیرهای بدون تداخل محاسبه می شوند. روش مذکور یک روش حل عددی برای معادله دیفرانسیل جزئی غیر خطی eikonal است. مسیرهای به دست آمده به شکل محلی اصلاح می شوند تا در محدودیت انحنای بیشینه صدق کنند و با استفاده از یک مانع مجازی چنبره شکل که در هر یک از مکان های مورد بازدید واقع شده است، تورهای همواری تولید می شوند.مفهوم مانع مجازی برای اولین بار در برنامه ریزی حرکت روبات در سه بعد استفاده شده است. هزینه ی هر تور دربردارنده ی طول مسیرهای سازنده و بیشترین انحنای موجود در تور است، توری که کمترین هزینه را دارد توسط یک الگوریتم ژنتیک انتخاب می شود. مزیت دیگر روش ارائه شده این است که در آن، پهباد قادر است از میان نقاطی که در یک خوشه واقع شده اند، نقطه ای را که به مکان مورد نظر برای بازدیدش نزدیک تر است انتخاب کند تا بدین وسیله هزینه های تور کاهش بیشتری نیز داشته باشند. این امر نیازمند حل مسئله ی فروشنده ی دوره گرد عمومیت داده شده است.