Robot path planning in a cluttered task space C.A.P. method.

Abstract

V ENGELLERLE DOLU ÇALIŞMA ORTAMIMDA ROBOT YOLU PLANLAMA: C.Â.P. METODU ÖZET Bu teşde, engellerle dolu bir ortamdaki robotun isleyeceği yolun planlanması üzerinde çalışılmıştır. Önce, tek engel bulunan bir ortamdaki robot için -C.A.P. (çarpışmadan kaçınan yol) ismi verilen- bir metot, geliştirilmiştir. Daha sonra bu metot iki engel ve üç engel bulunduran ortamlardaki robotlara uygulanacak şekilde uyarlanmıştır. Ayrıca bu metodun üçten fasla engel barındıran ortamlardaki robotlara nasıl adapte edileceği de anlatılmıştır. Metot iki aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada robotun uç noktası için engel der) e çarpmayan en kısa yol belirlenir. Bu yapılırken link-engel çarpışmaları hesaba katılmaz. Bu çarpışmalar ikinci aşamada ele alınır. Bu aşamada, uç noktanın belirlenmiş olan yolu izlemesi için gerekli olan eklem açıları ters kinematik ile bulunur. Bu açıların her uygulanışından önce çarpışmayı belirleyen algoritmalar koşturulur. Bir çarpışma sezinlendiğinde, çarpışmayla sonuçlanacak olan açılar iptal edilip, robotu engel (ler) den uzaklaştıracak yeni açılar bulunarak çarpışma savuşturulur. Bu metot bir bilgisayar programı ile uygulanmıştır. Uygulamada SCARA tipi bir robot ele alınmış ve çarpışma tehlikesinin sadece düzlemsel linklerin hareketi sırasında var olduğu farz edilmiştir. Metot hem dairesel hem de çokgensel engeller için çalışmaktadır.

IV ROBOT PATH PLANNING IN A CLUTTERED TASK SPACE: C. A. P. METHOD ABSTRACT In this work, the path planning of a robot in a cluttered task space is studied. First, a method -called the C.A.P. method- is developed for a manipulator in an environment hosting one obstacle. Then this method is modified to apply to manipulators in environments hosting two obstacles and three obstacles. Also, how this method can be expanded to apply to more than three obstacles is explained. The method consists of two main stages. In the first stage, the shortest trajectory for the end-effector is determined such that it avoids the obstacle (s). Doing this, the link-obstacle collisions are not considered. These are considered in the second stage, where the inverse kinematics calculations are executed for the joint angles, so that the end-effector can track its trajectory (C.A.P.). Collision detection algorithms are run every time prior to the application of the new set of angles determined by inverse kinematics. When a collision is anticipated, it is avoided by cancelling those set of angles which will result in a collision, and obtaining new set of angles which will keep the manipulator away from the obstacle (s). The method is simulated with the help of a computer program. The robot considered in simulations is a SCARA type manipulator and it is assumed that the collision danger exists only during the motion of the planar three links. The method works for both circular and polygonal obstacles.