طراحی مسیر ربات های متحرک با ترکیب روش میدان پتانسیل مصنوعی و الگوریتم فراابتکاری شاهین

طراحی مسیر ربات های متحرک یکی از مسائل مهم در حوزه رباتیک است. همچنین امروزه بهینه­سازی طول مسیر حرکت و عبور از تله های حداقل محلی یکی از مشکلات اساسی و به روز در ربات های متحرک است. یکی از روش های مهم در طراحی مسیر این­گونه ربات ها، روش میدان پتانسیل مصنوعی است زیرا مبتنی بر محاسبات ساده ریاضی است. از مهم ترین معایب این روش می توان به گیرکردن در تله های حداقل محلی اشاره نمود. یک رویکرد برای رفع مشکل حداقل های محلی، استفاده از روش­های بهینه­سازی برای یافتن ضرایب مناسب جذب، دفع و طول گام است که بتواند هم از حداقل­های محلی عبور کند و هم طول مسیر را نیز در بهینه­سازی لحاظ نماید. الگوریتم شاهین یک الگوریتم فراابتکاری قوی و جدید در حوزه بهینه سازی است که مبتنی بر جمعیت و الهام گرفته شده از زندگی شاهین ها در طبیعت است. این الگوریتم توانسته است برتری خود را بر روش­های بهینه­سازی مشابه در یافتن جواب بهینه، همگرایی سریعتر، زمان حل کمتر و دوری از حداقل­های محلی اثبات نماید. از آن­جایی که این روش تاکنون در طراحی مسیر ربات­های متحرک مورد استفاه قرار نگرفته است، در این مقاله به­منظور رفع معایب روش میدان پتانسیل مصنوعی و هم­چنین بهینه سازی طول مسیر، بازده مسیریابی و زمان همگرایی از الگوریتم شاهین استفاده شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از رفع معایب روش میدان پتانسیل مصنوعی و بهینه شدن طول مسیر حرکت، افزایش بازده مسیریابی و کاهش زمان همگرایی است.

کلیدواژه ها:

طراحی مسیر ، ربات متحرک ، بهینهسازی طول مسیر ، حداقل محلی ، روش میدان پتانسیل مصنوعی ، الگوریتم شاهین