Genetik algoritma ile robot manipülatörlerin gerçek zamanlı yörünge planlaması

Abstract

GENETİK ALGORİTMA ile ROBOT MANİPÜLATÖRLERİN GERÇEK ZAMANLI YÖRÜNGE PLANLAMASI Mustafa ÇAKIR Anahtar Kelimeler: Endüstriyel Robot, Koterniyon, Yörünge Planlama, Genetik Algoritma, Kültürel Yapılar, Eşgüdümlü Çalışma. Özet: Eşgüdümlü çalışan endüstriyel robotlar için yörünge üretimini konu alan bu çalışmada görev uzayında uygulanabilir ve uygun çözümler üretmek için kültürel yapı tabanlı genetik algoritma (KYT-GA) geliştirilmiştir. Grafik tasarımcıların birçok yaklaşımda kullandığı, öz bir gösterime, hızlı işletime ve kolay geçiş tanımlama olanaklarına sahip koterniyon cebri kullanılmıştır. Koterniyonlar bu çalışmada tekil çözümlerden ve özel yapılandırmalardan sakınarak yalnız dört terim kullanarak dönüşleri (rotasyonları) gösterme olanağı tanımıştır. Ayrıca değerlendirme mekanizmasında kültürel uyum göz önüne alınıp fenotiplerin nasıl bir uyum göstererek hedef fonksiyonda yer aldığını denetlemek amacıyla bulanık karar verme süreci kullanılmıştır. Bulanık denetleç ile bireyler yeniden şekillendirilmiş ve böylelikle zamanda iyileştirme ve istenen seviyede tork sınırlaması sağlanmıştır. Algoritma endüstriyel manipülatör üzerinde çalıştırılmış ve uygulanabilir olduğu gösterilmiştir. Sunduğumuz algoritma ile süreç içi çalışma ve gerçek zaman çalışma sınırlamaları sağlanarak eşgüdümle çalışan robotlar için çarpışmasız yörünge üretimi başarı ile gerçeklenmiştir.

REAL TIME TRAJECTORY PLANNING FOR ROBOT MANIPULATORS with GENETIC ALGORITHMS Mustafa ÇAKIR Key Words: Industrial Robot, Quaternion, Trajectory Planning, Genetic Algorithms, Cultural Constructs, Cooperative Work. Abstract - In this study, subjected to the trajectory generation for cooperative work, the cultural constructs based genetic algorithm (KYT-GA) is developed to search for valid and optimal solutions in task space. Quaternions, widely used by graphic designer, are used because of their compact representation, and fast operation on interpolation. Quaternions give us a way of representing rotations using four terms, avoiding any singular or special configurations. In evaluation mechanism of GA, fuzzy decision maker is used to evaluate cultural adaptation level by how well phenotypes, based on quaternion representation, are fitted in goal function. Fuzzy controller is used to reshape the individuals in order to optimize time and limit torque at the desired levels. Algorithm had been executed on industrial manipulator and is shown that it is applicable in practice. With the proposed algorithm which carries out the real-time restrictions, generation of collision-free trajectories for the cooperating robots has been established. m