بهبود طراحي مسير جمعي ربات ها به روش ميدان هاي پتانسيل مصنوعي تطبيقي

ميدان هاي پتانسيل مصنوعي يكي از روش هاي پركاربرد در طراحي مسير پيوسته است. اما، كاربرد اين روش در طراحي مسير جمعي با چالش هايي مواجه است كه مي توان به مساله نقاط كمينه محلي و نيز ايجاد ترافيك در صورت افزايش تعداد ربات ها اشاره كرد. هدف از روش پيشنهادي در اين مقاله، بهبود طراحي مسير جمعي در محيط هاي پيچيده و با حضور تعداد متغيري ربات است. يك تابع پتانسيل تطبيقي جديد معرفي شده است كه احتمال همگرايي و ورود هم زمان ربات ها به يك ناحيه و در نتيجه احتمال ايجاد ترافيك و نقاط كمينه محلي را كاهش مي دهد. همچنين، توابع پتانسيل جديدي پيشنهاد شده است كه منجر به مسيرهاي هموارتر با زمان پيمايش كمتر، در مواجهه ربات با موانع مي شود. در اين توابع، علاوه بر موقعيت ربات ها و موانع، جهت حركت ربات ها و موقعيت هدف نيز در نظر گرفته شده است. به منظور ارزيابي روش پيشنهادي، يك معماري نرم افزاري هيبريدي طراحي و در بستر سيستم عامل رباتي پياده سازي شده است كه در آن امكان پيوستن ربات هاي جديد و يا تعريف هدف جديد، همزمان با حركت ديگر ربات ها وجود دارد. نتايج نشان مي دهد كه استفاده از توابع پتانسيل پيشنهادي منجر به كاهش همگرايي ربات ها و در نتيجه كاهش زمان پيمايش مسيرها مي شود. در شبيه‌سازي صورت گرفته براي 2 ربات، استفاده از توابع تطبيقي توسعه داده شده منجر با كاهش 35 درصدي در زمان پيمايش مسيرها شده است. درحاليكه در طراحي مسير براي 15 ربات در نقشه يكسان، كاهش 50 درصدي در زمان پيمايش مسيرها حاصل شده است.