ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تخطيط مسار روبوت متنقل باستخدام V-REP

Path Planning of Mobile Robot Using V-rep

2481   5   77   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يشكل تخطيط المسار تحدياً كبيراً أمام إيجاد روبوتات متنقلة ذكية. و يعتبر إيجاد المسار المناسب الخالي من الاصطدامات، و بأقل زمن معالجة و طول مسار ممكن من القضايا البحثية الملّحة حالياً. و تعد طريقة شجرة البحث العشوائي السريعة RRTRapidly exploring random trees من أسرع الطرق التي تقوم بإيجاد مسار مناسب للروبوت كما أنها طريقة سهلة حسابياً و يمكن تطبيقها في بيئات متعددة الأبعاد. يستعرض هذا البحث خوارزمية RRT و يقدم تطبيقاً لتخطيط مسار حركة روبوت تفاضلي وفق هذه الخوارزمية في بيئتي عمل مختلفتين باستخدام محاكي الروبوتات V-rep. بيّن هذا البحث قدرة الخوارزمية على إيجاد مسار مناسب خلال زمن معالجة قصير نسبياً، كما أظهر قدرة المحاكي V-rep على نمذجة و محاكاة ثلاثية الأبعاد لحركة الروبوت المتنقل بكفاءة و سلاسة.


ملخص البحث
يستعرض البحث الذي قدمه الدكتور بسام عطية وهبة حليوه خوارزمية شجرة البحث العشوائي السريعة (RRT) لتخطيط مسار الروبوتات المتنقلة. تعتبر هذه الخوارزمية واحدة من أسرع الطرق لإيجاد مسار مناسب للروبوتات في بيئات متعددة الأبعاد، حيث تتميز بكفاءتها الحسابية وسهولة تطبيقها. تم استخدام محاكي الروبوتات V-Rep لتطبيق الخوارزمية في بيئتي عمل مختلفتين، مما أظهر قدرة الخوارزمية على إيجاد مسار مناسب في زمن معالجة قصير نسبياً. كما أظهر البحث قدرة المحاكي V-Rep على نمذجة ومحاكاة حركة الروبوت بكفاءة وسلاسة. تم تقسيم البحث إلى عدة أقسام تشمل استعراض الخوارزمية، تطبيقها في بيئات عمل مختلفة، ومحاكاة ثلاثية الأبعاد لحركة الروبوت، وانتهى البحث بعرض النتائج والمناقشة. أظهرت النتائج أن الخوارزمية قادرة على إيجاد مسارات مختلفة ولكنها متقاربة في كل مرة يتم تطبيقها، وأن تقليل قيمة الخطوة وزيادة مدة المعالجة يؤديان إلى نتائج أفضل. أوصى البحث باستخدام محاكي V-Rep كأداة فعالة لاختبار تقنيات تخطيط مسار الروبوتات المتنقلة في المجالين الأكاديمي والصناعي.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد البحث مساهمة قيمة في مجال تخطيط مسار الروبوتات المتنقلة باستخدام خوارزمية RRT ومحاكي V-Rep. ومع ذلك، يمكن تقديم بعض الملاحظات لتحسين العمل. أولاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى مقارنة أداء خوارزمية RRT مع خوارزميات أخرى لتخطيط المسار، مما قد يضيف قيمة إضافية للبحث. ثانياً، كان من الممكن تقديم تحليل أعمق للنتائج وتفسير الفروقات بين المسارات المختلفة بشكل أكثر تفصيلاً. أخيراً، يمكن تحسين البحث بإضافة تجارب إضافية في بيئات عمل أكثر تعقيداً لتقييم قدرة الخوارزمية والمحاكي في ظروف أكثر تحدياً.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الخوارزمية المستخدمة في البحث لتخطيط مسار الروبوت؟

    الخوارزمية المستخدمة هي شجرة البحث العشوائي السريعة (RRT).

  2. ما هو المحاكي الذي تم استخدامه في البحث لتطبيق الخوارزمية؟

    تم استخدام محاكي الروبوتات V-Rep.

  3. ما هي الفائدة الرئيسية لاستخدام خوارزمية RRT في تخطيط مسار الروبوتات؟

    الفائدة الرئيسية هي كفاءتها في إيجاد مسار مناسب في زمن معالجة قصير وسهولة تطبيقها في بيئات متعددة الأبعاد.

  4. ما هي التوصيات التي قدمها البحث لتحسين نتائج تخطيط المسار؟

    أوصى البحث بتقليل قيمة الخطوة وزيادة مدة المعالجة للحصول على نتائج أفضل.


المراجع المستخدمة
N. JETCHEV and M. TOUSSAINT, Fast Motion Planning from Experience: Trajectory Prediction for Speeding up Movement Generation, Berlin, Germany: Machine Learning and Robotics Lab, 2013
M. RANTANEN, Improving Probabilistic Roadmap Methods for Fast Motion Planning, TAMPERE: UNIVERSITY OF TAMPERE, 2014
R. H. ABIYEV, N. AKKAYA, E. AYTAC, I. Günsel and A. Çağman, Improved Path-Finding Algorithm for Robot Soccers, Lefkosa, North Cyprus: Journal of Automation and Control Engineering, 2015
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يعتبر تخطيط الحركة من القضايا الهامة و الملحة لما يعطيه للروبوت من قدرة على الوصول إلى الهدف بشكل آلي و منع الاصطدام بأي عائق، مما يرفع من أداء الروبوت و يقلل من كلفته التشغيلية. و يقسم تخطيط حركة الروبوت عادةً إلى قسمين: يقوم الأول بإيجاد المسار الم ناسب و يضمن الثاني تتبع الروبوت لهذا المسار وصولاً لهدفه. يعتمد هذا البحث على التقنيات المستخدمة في أحد أشهر خوارزميات تجنب العوائق (خوارزميات Bug) من أجل إيجاد مسار عام للروبوت. و تطبق تلك المسارات الناتجة على أرض الواقع باستخدام روبوت Boe-Bot تفاضلي القيادة.
اهتم الصناعيون بأتمتة مصانعهم لزيادة الانتاج و خفض التكاليف و تحسين جودة المنتج من خلال استخدام الأذرع الآلية في قيادة و انهاء معظم العمليات الانتاجية، حيث تتصف الأذرع الآلية بأنها هياكل ميكانيكية قابلة للبرمجة لأداء مهام تتميز بالدقة و السرعة و الوث وقية. استند البحث في استنتاج المسار الأمثل على توليد مسارات افتراضية (مثلثية، منحنية، مربعة) تعبر عن حركة الذراع الآلي للوصول إلى نقطة الهدف، حيث تم معرفة زمن الانتقال و زوايا الدوران و العزم في المفاصل تحت تأثير الجاذبية الأرضية من خلال دراسة الحركة الأفقية و الشاقولية للذراع الآلي. تبين حركة الذراع الآلي وفق المسارات المقترحة أن أفضل المسارات سلامة على محركات الذراع الآلي هو المسار النصف دائري كونه يحد من حدوث صدمات ميكانيكية أو ظهور قيم مرتفعة للعزوم عند المفاصل. في حين تبين ان المسار الذي يحقق أقل زمن للوصول الى نقطة الهدف و بالتالي اقل كمية في الطاقة المستهلة هو المسار المثلثي في حالة الحركة الافقية للذراع على الرغم من ظهور انحرافات حادة في مخططات العزم و الطاقة نتيجة التغير المفاجئ في اتجاه الحركة. يظهر التأثير السلبي للجاذبية الأرضية خصوصا عند حركة المفصل الثاني للأعلى أو الأسفل, مما يسبب بظهور قمم في منحني الطاقة تعبر عن قيم مرتفعة للعزم في هذا المفصل.
تعتمد معظم صناعات الروبوت في نقل الحركة فيها على استخدام محركات السيرفو و المحركات الخطية أو محركات التيار المستمر بالإضافة إلى دارات القيادة الخاصة بها مما يزيد الكلفة و يعقد عملية التحكم بالروبوت, تبحث المقالة في استخدام تقانات الهواء المضغوط في بن اء و تصميم جديد لذراع روبوت يستطيع القيام بتنفيذ العديد من المهام باستطاعة أكبر و بتكلفة أقل بكثير من استخدام المؤازرات السابقة و ذلك لاستخدامه للقيام بمهام تحتاج إلى سرعة و استطاعة عالية, و لا تحتاج إلى دقة كبيرة في العمل.
تهدف هذه الدراسة إلى تحليل أسعار الجملة لكلا صنفي عنب المائدة الحلواني و البلدي في سـوق الهـال بمدينة دمشق كونه المركز الرئيس لبيع أعناب المنطقة الجنوبية من سورية. أُجريت هذه الدراسـة كدراسـة قطاعية لموسم واحد 2003 .كما حددت طرق البيع المتبعة في هذ ا السوق. و دونت أعلى الأسعار و أدناها لكلا الصنفين بالاعتماد على مجموعـة مـن تجـار العمولـة و المنتجـين و الضامنين و المصدرين، بشكلٍ يومي و على مدار الموسم، الذي جرى تحديد بدايتـه، و نهايتـه لكـل منهمـا. و حسبت مقاييس التمركز و التشتت، و معاملات الارتباط، لمتوسطات الأسعار و للمديين الـسعريين الأسـبوعيين لكل من السعرين. و درست علاقة ارتباط كل منهما بالآخر، و علاقة ارتباط كل منهما بالزمن، و معادلات الانحدار المحددة لطبيعة علاقات الارتباط السابقة.
تنكب العديد من الأبحاث على دراسة أذرع الروبوتات و التحكم بها و قدرتها على إجراء عمليات الملاحقة وفقاً لنوع المحركات التي تتألف منها سواء محركات التيار المستمر أو المحركات الخطوية. بالإضافة إلى سرعة الاستجابة التي يتمتع بها كل نوع من أنواع هذه المحركا ت وفقاً للتركيب الفيزيائي الخاص به. يتألف الروبوت من مجموعة من الوصلات المصنوعة من مواد صلبة (تمثل أذرع الروبوت) مرتبطة فيما بينها بمجموعة من المحركات (تمثل المفاصل) و المجموع ككل يسمح له بالتحرك في الفراغ وفقا لعدد من درجات الحرية , و الهدف الرئيسي للروبوتات على اختلاف أنواعها العمل في مواقع معينة تشكل خطرا كبيرا على الإنسان (كالإشعاع و الحرارة العالية) أو العمليات التي تتطلب عددا كبيرا من حلقات التكرار. يهدف البحث لدراسة حركة ذراع روبوت عن طريق التحكم بحركة المحركات و استجابتها لملاحقة خط مرسوم اعتماداً على متحكم PID و ذلك للوصول إلى أقصى دقة استجابة للملاحقة عن طريق تعويض محددات الخطأ في رؤية الكاميرا التي يعتمد عليها الروبوت لرؤية الخط إذ أن جميع الكاميرات غير مثالية و تحتاج إلى معايرة calibration مسبقة, حيث تم تعويض هذه المحددات من أجل التحكم بثلاث محركات ضمن المحاور الإحداثية x,y,z.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا