طراحي مسير به كمك نقاط مياني و روش جرك– مينيمم در حضور موانع استاتيك براي بازوي رباتيكي 7 درجه آزادي

Path planning using via-points and Jerk-minimum method with static obstacles for a 7 DOF manipulator

به منظور استفاده از ربات‌‌ها براي انجام كارهاي صنعتي، طراحي مسير مناسب امري ضروري مي‌باشد. اجرا مسير توسط ربات هنگام حضور موانع، طراحي مسير را دشوارتر مي‌نمايد. به‌ علاوه طراحي مسير براي هر عمل خاص امري زمانبر بوده و نياز به افرادي متخصص داشته تا مسير براي هر عمل صنعتي تعريف شود. اين مقاله با استفاده از روش جرك- ‌مينيمم، منحني‌هاي بي‌اسپيلاين، نقاط مياني و الگوريتمي براي عدم برخورد با مانع به دنبال آن است تا به طور خودكار براي يك بازوي صنعتي 7 درجه آزادي كه در محيط نرم‌افزاري سيممكانيك شبيه‌سازي گرديده، مسيري ايمن و مطلوب كاربر طراحي نمايد. كاربر در ابتدا چند نقطه‌ي مياني حركت ربات را با استفاده از سنسور كينكت مشخص نموده، سپس با استفاده از تلفيق روش جرك- ‌مينيمم و منحني‌هاي بي‌اسپيلاين و با احتساب محدوديت‌هاي سينماتيكي منحني مسير ترسيم گرديده، سپس اين منحني وارد الگوريتم عدم برخورد با مانع شده و مسير نهايي بدون برخورد ايجاد مي‌شود. الگوريتم عدم برخورد با استفاده از سينماتيك معكوس ربات به تصحيح مسير مي‌پردازد. از مزيت‌هاي روش پيشنهادي مي‌توان به تسهيل طراحي مسير براي كاربر و ايجاد مسيري هموار براي بازوي رباتيكي نام برد.

In order to utilize robots for industrial tasks, designing a suitable path is necessary. Executing the path in the presence of obstacles makes the path planning task a difficult one. In addition, path planning is a time consuming task and needs expertise to define a certain path for each industrial job. In this paper, by use of Jerk-minimum method, B-Spline curves, via-point, and obstacle avoidance algorithm are used to automatically generate a suitable and safe path for a simulated 7 degrees of freedom industrial manipulator. A user determines via-points for robot trajectory using a Kinect sensor then employing a combination of Jerk-minimum method and B-Spline curves, a path is generated. This path is checked by an obstacle avoidance algorithm, and a final path is generated. The obstacle avoidance algorithm uses the inverse kinematic equation of the robot to modify the robot trajectory. One advantage of the proposed method is it facilitates trajectory planning for the user and creates a smooth trajectory for the robotic arm.