انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

پایان نامه‏ کامپیوتر

انجام پایان نامه‏ ارشد کامپیوتر

چكيده:
در اين مقاله ابتدا به بررسي متدهاي مختلف در مکان يابي ربات ها پرداخته شده است. سپس يکي از متدهاي احتمالاتي در موقعيت يابي را که داراي مزايا و قابليت هاي متناسب با سيستم مورد نظرمان بود را انتخاب کرديم. پس از انتخاب متد EKF به بررسي ساختاري ربات جهت منطبق كردن با سيستم انتخابي پرداخته شد. بعلاوه از يک سيستم فازي نيز جهت بهينه سازي خروجي و داشتن خروجي متناسب با داده هاي ورودي استفاده کرديم.
در بخش پاياني نيز به پياده سازي سيستم و تست  آن برروي  ربات مورد نظر که در اين مقاله يك ربات فوتباليست سايز متوسط است كه در مركز تحقيقاتي مكاترونيك دانشگاه آزاد اسلامي قزوين ساخته شده و بنام MRL خوانده مي شود. محيط مورد نظر، زمين فوتبال خاص اين گونه ربات ها    مي باشد. هدف اين مقاله ارائه سيستمي جهت موقعيت يابي مناسب ربات فوتباليست با توجه به وجود خطا در اطلاعات جمع آوري شده جهت موقعيت يابي مي باشد.
واژه هاي کليدي‌: موقعيت يابي، ربات، Flag،   Extended Kalman Filter، Localization، فازي، انكدر، Vision.
 
1- مقدمه
  در سال هاي اخير مساله موقعيت يابي  ربات هاي متحرك از جمله مسائلي است كه مورد توجه محققين در اين زمينه قرار گرفته است. هدف اصلي، موقعيت يابي اينگونه ربات ها در محيط هاي پوياي دو بعدي است. يكي از انواع اين  ربات ها  ربات هاي سه چرخ همه جهته بوده كه امكان جابجايي و حركت مستقل از زاويه و جهت ربات را فراهم مي سازد كه در محيط هاي پويا مورد استفاده قرار گرفته اند. تحقيقات مختلفي در اين زمينه صورت گرفته است. مركز تحقيقات مكاترونيك دانشگاه آزاد اسلامي قزوين نوعي از اين ربات هاي فوتباليست كه بنام MRL  خوانده  مي شوند را در اختيار دارد. اين ربات داراي سه چرخ با زاويه 120درجه نسبت به هم است كه توسط يك موتور فرمان با يك شفا انكدر هدايت مي شود براي كنترل اين ربات از يك سيستم كامپيوتري كتابي با سيستم عامل ويندوز استفاده شده است. اطلاعات مورد نظر ربات توسط دوربيني با قابليت دريافت تمام جهات درك شده و مورد پردازش قرار مي گيرد. در اين مقاله كنترل حركت ربات MRL براي رسيدن توپ با توجه به وجود مانع(حريف مقابل) مورد بررسي قرار گرته است كه هدف آن است كه بتوان با توجه به غيرخطي بودن مساله امكان  ارائه يك مسير مناسب را مورد بررسي و شبيه سازي قرار داد شكل (1) نمونه ساخته شده اين ربات را نشان مي دهد.










شكل( 1) نمونه ربات ساخته شده
مساله مکان يابي در اين ربات  يكي از مسائلي است كه جاي بررسي بسيار داشته كه در اين مقاله از متدي خاص براساس قابليت هاي سيستم مورد نظر استفاده شده است.
2- بررسي متدهاي موقعيت يابي احتمالاتي
در زمينه موقعيت يابي متدهاي مختلفي ارائه شده است اما امروزه استفاده از متدهاي احتمالاتي در اين زمينه کاربرد بيشتري دارد. با بررسي که بر روي اين متدها انجام شد دو روش کالمن فيلتر و مارکوف داراي کارائي بيشتري براي سيستم هاي مشابه سيستم مورد نظر ما داشته اند. از اين رو ما روش کالمن فيلتر و به شکل دقيق تر فيلتر کالمن گسترده را بکار برديم. از آنجا که يک ربات متحرک ممکن است از سنسورهاي متعدي استفاده نمايد  که هرکدام نشانه هائي را در مورد مکان ربات دربر خواهند داشت. استفاده از sensor fusion ممکن است بتواند تخمين بهتري از موقعيت ربات بدست آورد. فيلتر کالمن روش قدرتمندي است که امکان ترکيب داده هاي سنسورهاي مختلف را فراهم مي آورد اين روش نسبت به روش مارکف ساده تر است. اما منجر به يک الگوريتم برگشتي مي گردد .
3- انتخاب متد EKF و بررسي ساختار ربات
با توجه به مشخص شدن راهكار مورد استفاده و ساختار ربات مورد نظر در اين بخش به بررسي بيشتر و جمع آوري اطلات منطبق با سيستم مورد نظر پرداختيم .
3-1- فيلتر کالمن گسترده:  روش هاي مختلفي براي حل مشکل Localization، با فرض در دسترس بودن نقشه محيط مطرح شده است، که رايج ترين ابزار، فيلتر کالمن است، که چارچوبي مؤثر براي تلفيق انواع مختلف دانش و آگاهي ارائه مي دهد. ساختار سيستم Localization در شکل نشان  داده شده است، که مستقيماً از معادلات EKF نشأت مي گيرد.









شكل(2) ساختار سيستم موقعيت يابي
سايرمراحل چارت به همين شكل مي باشد با اين تفاوت كه با  توجه به اطلاعاتي كه در مراحل بعدي دريافت كرديم مجبور به تغييراتي در زمان پياده سازي و استفاده از متدهاي فازي جهت بهينه سازي خروجي سيستم فيلتر کالمن گسترده شديم كه توضيحات بيشتر را در همان قسمت خواهيم داد.
4- بررسي ساختاري ربات جهت منطبق كردن با سيستم انتخابي
اين بخش شامل بررسي سينماتيكي و نحوه كار سنسورهاي ربات جهت منطبق كردن با فرمول هاي بدست آمده بود.
ساختاركلي ربات متحرك همه جهته در شكل نشان داده شده است. همانطور كه در شكل ديده مي شود مختصات مركز ربات بصورت[Xm,Ym, m]   فرض شده و ربات داراي سه چرخ است كه با زاويه 120 درجه نسبت به يكديگر قرار گرفته اند







.
شكل( 3) ساختاركلي ربات متحرك همه جهته
اين ربات داراي يك دوربين همه جهته مي باشد كه اين دوربين تصويري كامل از زمين ارائه مي دهد. از طرف ديگر زمين داراي چهار Flag  واقع در چهار گوشه زمين مي باشد. اطلاعاتي كه Vision در اختيار ما قرار داد عبارت از يك ماتريس 2*4  بود كه شامل بردار فاصله تا هر Flag موجود در زمين و زاويه بين هر دو بردار Flag  ها بود.





شكل( 4) ساختاركلي زمين مسابقه
روابط  محاسباتي بصورت زير مي باشد :
Odometric prediction

 
F  در حقيقت همان معادله حركت ربات مي باشد كه موقعيت اوليه را با ميزان جابجايي جمع مي كند.
 
Odometric position uncertainty
 
 
 
در اين جا تابع h در حقيقت پيش بيني موقعيت حاصل از منطبق كردن مقادير پيش بيني و نقشه اصلي را به ما مي دهد كه در ادامه اختلاف اين مقادير, با مقاديري كه Vision به ما داده است را بصورت Vk بيان مي كند.








انجام پایان نامه

انجام پایان نامه کامپیوتر، انجام پایان نامه ارشد کامپیوتر، انجام پایان نامه، پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

 دانلود مقاله | انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه