کنترل خودفرمان بینایی بازوی ربات در فضای سه بعدی با سیستم های فازی و مدل سازی عصبی

سیستم کنترل خودفرمان بینایی، به سیستمی اتلاق می شود که از اطلاعات بازخوردی دوربین برای کنترل ربات استفاده می کند؛ تا ربات، از نقاط شروع دلخواه به نقطه هدف برسد. باتوجه به نیاز به کنترل ربات در فضای سه بعدی، مختصات نقاط در سه بعد موردنیاز است. بدین منظور در این مقاله، ایده استفاده از دوربین کینکت که علاوه بر تصویر رنگی، ماتریس عمق محیط را هم می دهد؛ دنبال شده است. فرمان کنترل با استفاده از ماتریس ژاکوبین تولید می شود. از آنجا که مدلی ریاضی از ترکیب ربات و دوربین در دسترس نیست، لذا با جمع آوری داده های مناسب با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، معکوس ماتریس ژاکوبین تقریب زده می شود؛ تا مستقیما در قانون کنترل موردنظر استفاده شود. به ازای هر کدام از درجات آزادی بازوی ربات، یک شبکه عصبی دو لایه با ساختار پیشرو درنظر گرفته شده است. فاصله مجری نهایی با هدف در سه بعد و زاویه مفصل شانه، ورودی های این شبکه ها هستند؛ و خروجی آنها، بیان کننده میزان تغییرات ویژگی ها به تغییر در مقادیر متغیرهای مفصل ربات (المان­های معکوس ماتریس ژاکوبین) می باشد. در قانون کنترل، از ماتریس قطری بهره استفاده می شود. درایه های روی قطر این ماتریس توسط سیستم خبره فازی ارائه شده تعیین می گردند. روش ارائه شده بر روی یک بازوی ربات صنعتی پیاده سازی شده است. نتایج آزمایشات حاکی از موفقیت روش پیشنهادی در رساندن مجری نهایی به نقاط هدف مختلف در محیط کاری با دقت مناسب و تعداد گام کمتر نسبت به روش پیشین است.

کلیدواژه ها:

کنترل خودفرمان بینایی ، ماتریس ژاکوبین ، سیستم فازی ، شبکه های عصبی مصنوعی