هدایت ربات متحرک در محیط ناشناخته با موانع فازی

چکیده مسیریابی و هدایت ربات همواره یکی از مسایل مهم در رباتیک و بهخصوص رباتهای متحرک بوده است، شاید بتوان گفت نیاز به هدایت رباتها از زمان بهوجود آمدنشان شکل گرفته است. مطالعات بسیار زیادی روی این موضوع انجام شده و به نتایج قابل توجهی رسیده است. هدایت ربات شامل چهار زیر مساله اصلی است؛ موقعیتیابی، تولید نقشه محیط، مسیریابی و کنترل ربات. در این پایاننامه به بررسی سه زیر مساله اول هدایت ربات میپردازیم؛ موقعیتیابی در دو بعد را با استفاده از نتایج کارهای قبلی انجام میدهیم و راه حل جدیدی برای پیدا کردن موقعیت ربات هنگام بالا رفتن از پله ارائه میکنیم. در تولید نقشه با الهام گرفتن از روش تقسیم بندی فضاهای خالی فضایکاری ربات را به سلولهای مربعی با اندازه یکسان تقسیم میکنیم. ساختمان دادهای که برای ذخیره کردن نقشه از آن استفاده میکنیم یک ماتریس است. این ماتریس هم بعد با شبکهای است که از تقسیم- بندی فضای کاری ربات بهدست آمده است. هر سلول در شبکه با یک درایه در ماتریس بیان میشود. سپس با استفاده از دو سنسور فاصله یاب لیزری، که بطور افقی و عمودی روی ربات نصب شدهاند، نقشه محیط را بهدست آورده و در ماتریس نقشه ذخیره میکنیم. در تولید نقشه نه تنها به مختصات موانع در محیط توجه داریم بلکه [ ?? آنها را از نظر نوع و شدت سختی نیز طبقهبندی میکنیم. شدت سختی موانع را با اعداد منفی در بازه [ 0 نشان میدهیم. هر چه مانع سختتر عدد منفیتر. حاصل رویهی تولید نقشه یک ماتریس است که در نقطه هدف مقدار مثبت بینهایت در نقاط خالی مقدار صفر و در نقاط مانع، همانگونه که گفته شد، بسته به شدت سختی مانع مقداری بین صفر و منفی بینهایت میگیرند. برای مسیریابی از یک شبکه هاپفیلد استفاده میکنیم. نورونهای شبکه هاپفیلد در یک شبکه هم بعد با ماتریس نقشه تولید شده قرار میگیرند. متناظر با هر درایه از ماتریس نقشه یک نورون در شبکه هاپفیلد داریم. ماتریس نقشه به عنوان ورودی خارجی به شبکه هاپفیلد اعمال میشود. پس از آموزش شبکه عصبی هاپفیلد، ربات با استفاده از خروجی نورونهای شبکه عصبی به مسیریابی میپردازد. نتایج بهدست آمده در محیط شبیه سازی شده این تئوریها را تایید میکند. i