user8208

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کامپیوتر – هوش مصنوعی
روشی انتخابی برای راه رفتن از بغل در روبات انساننما
توسط
محسن خدایاری
استاد راهنما
دکتر شهرام جعفری
اساتید مشاور
دکتر ستار هاشمی
دکتر علیرضا ذوالقدر اصلی
شهریور ماه 1392

بنام خدا
اظهار نامــه
اينجانب محسن خدایاری دانشجوي رشته ي مهندسی کامپیوتر گرایش هوش مصنوعی، اظهار مي کنم که اين پايان نامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي که از منابع ديگران استفاده کرده ام نشاني دقيق و مشخصات کامل آن را نوشته ام. همچنين اظهار مي کنم که تحقيق و موضوع پايان نامه ام تکراري نيست و تعهد مي نمايم که بدون مجوز دانشگاه دستاورد هاي آن را منتشر ننموده و در اختيار غير قرار ندهم. کليه حقوق اين اثر مطابق با آيين نامه مالکيت فردي و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگي: محسن خدایاری
تاريخ و امضا: 30/06/1392

روشی انتخابی برای راه رفتن از بغل در روبات انساننما
توسط:
محسن خدایاری
پايان نامه
ارائه شده به تحصيلات تكميلي دانشگاه به عنوان بخشي
از فعاليت‏هاي تحصيلي لازم براي اخذ درجه كارشناسي ارشد
در رشته:
مهندسي کامپيوتر-هوش مصنوعی
از دانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران
ارزيابي شده توسط كميته پايان نامه با درجه:
دکتر شهرام جعفری، استادیار بخش مهندسی و علوم کامپیوتر و فناوری اطلاعات (رئيس كميته). . . . .
دکتر ستار هاشمی، استادیار بخش مهندسي و علوم کامپيوتر و فناوری اطلاعات . . . . . . . . . .
دكتر علیرضا ذوالقدر اصلی، دانشیار بخش مهندسي مخابرات و الکترونیک. . . . . . . . . .
شهریور ماه 1392
سپاسگزاری
برخود لازم می دانم از زحمات استاد ارجمند جناب آقای دکتر جعفری که در تمام مدت انجام پایان نامه مرا از راهنمایی ها و مساعدت های بی دریغ شان بهره مند نمودند تشکر کنم. همچنین از استادان مشاور خود که با نظرات و راهنمایی های مفیدشان مرا در پیشبرد این پایان نامه یاری نموده اند کمال تشکر را دارم.
در انتها از تمام عزیزانی که مرا در انجام این پروژه تحقیقاتی یاری نمودند کمال تشکر و قدردانی را دارم.
چکیده
روشی انتخابی برای راه رفتن از بغل در روبات انساننما
توسط
محسن خدایاری
امروزه راه رفتن روبات انسان نما یکی از حوزههای جذاب تحقیق در زمینه روباتیک است. چالشهای موجود در کنترل روبات های انسان نما با درجات آزادی بالا، این مساله را در زمره مسائل دشوار در حوزه روباتیک قرار داده است به طوریکه راه رفتن روبات انسان نما را کماکان به عنوان مهمترین توانایی یک روبات طبقهبندی میکنند. در این پایاننامه روشی جدید برای راه رفتن روبات انساننما از بغل مطرح شده است. در این روش بر روی هر یک از مفاصل موثر در راه رفتن روبات یک اتوماتای یادگیر متغیر سوار میشود که طی فرآیند یادگیری بردارهای احتمال مربوط به اتوماتاها به روز میشود و مقادیر مناسب مفاصل برای راه رفتن با توجه به این بردارها انتخاب میشوند. در ادامه این روش یادگیری برای راه رفتن مستقیم و راه رفتن از بغل مورد استفاده قرار میگیرد که نتایج حاصل از شبیهسازی الگوریتم بر روی روبات انساننمای نائو در محیط شبیهسازی فوتبال سهبعدی نشان دهنده نتایج مناسب در راه رفتن مستقیم روبات در مقایسه با روشهای گذشته و همچنین مزایای فراوان بهبود توانایی راه رفتن از بغل در یک روبات انساننما میباشد.
واژه های کلیدی
روبوکاپ ، فوتبال ربات ها، روبات های انسان نما، راه رفتن روبات نائو، اتوماتای یادگیر

فهرست مطالب
فصل اول : مقدمه
2 مقدمه
7 روباتهای انساننما
10 روبوکاپ، انگیزهها و اهداف
13 نرم افزارهای شبیهسازی و مدل روبات
13 1-4-1- شبیهسازی
14 1-4-2- مدل روبات
15 1-4-3- کد پایه
18 راه رفتن روبات انساننما از بغل
19 اهداف
فصل دوم: مروری بر تحقیقات پیشین و روشهای به کار رفته در تحلیل حرکت روبات
21 2-1- مقدمه
22 2-2- تعادل روبات ونقطه گشتاور صفر
25 2-3- حرکتشناسی
27 2-3-1- حرکتشناسی مستقیم
27 2-3-2- حرکتشناسی معکوس
31 2-4- استفاده از سریهای فوریه در تحلیل حرکت روبات
34 2-4-1- بهینهسازی پارامترهای سری فوریه به کمک الگوریتم ژنتیک
37 2-4-2- بهینهسازی پارامترهای سری فوریه به کمک الگوریتم ازدحام ذرات
فصل سوم: طرح پیشنهادی
42 3-1- مقدمه
42 3-2- روبات انساننمای نائو و تحلیل حرکت آن
45 3-3- استفاده از حرکتشناسی در راه رفتن از بغل
46 3-3-1- حرکتشناسی مستقیم
50 3-3-2- حرکتشناسی معکوس
52 3-4- استفاده از اتوماتای یادگیر به منظور راه رفتن روبات
53 3-4-1- روباتهای افزونه
54 3-4-2- اتوماتاهای یادگیر
55 3-4-2-1- اتوماتای یادگیر با ساختار ثابت
58 3-4-2-2- اتوماتای یادگیر با ساختار متغیر
60 3-4-3- روش پیشنهادی در راه رفتن روبات نائو
فصل چهارم: آزمایشها و نتایج
70 4-1- مقدمه
71 4-2- راه رفتن مستقیم
74 4-3- راه رفتن از بغل
79 4-4 تاثیر تعداد مفاصل مورد استفاده در همگرایی سرعت و تعادل روبات
فصل پنجم: نتیجهگیری و مطالعات آینده
85 5-1- جمعبندی
86 5-2- مطالعات آینده
فهرست منابع

فهرست جداول
جدول1-1: مشخصات روبات نائو 15
جدول 1-2: محتویات شاخه های موجود در کد پایه 17
جدول 3-1: مشخصات مفاصل روبات نائو 44
جدول 3-2: مقدار دهی اولیه پارامترهای روبات 51
جدول 3-3: محدودیت اعمال شده به سه مفصل اصلی پا 62
جدول 4-1: تیمهای برتر مسابقات جهانی لیگ شبیهسازی فوتبال سهبعدی 72
جدول 4-2: مقایسه سرعت و تعداد زمین خوردن روبات نائو در راه رفتن مستقیم بدست آمده از روش پیشنهادی با سه تیم برتر جهان 73
جدول 4-3: مقایسه سه مجموعه توانایی. مجموعه اول و دوم حرکت روبات با کمک راه رفتن از جلو وچرخش. مجموعه دوم با کمک راه رفتن مستقیم و راه رفتن از بغل 76
جدول 4-4: مقایسه سرعت و تعداد زمین خوردن روبات در راه رفتن از بغل بدست آمده از روش
پیشنهادی با سه تیم برتر جهان 79

فهرست اشکال
شکل 1-1: مثال هایی از روبات های غیر متحرک 4
شکل1- 2: نمونه هایی از روبات های متحرک بر روی زمین 5
شکل 1-3: کاوشگر کنجکاوی، ماموریت اکتشاف در مریخ 6
شکل 1-4: نمونه هایی از روبات های پرنده 6
شکل 1-5: نمونه هایی از روبات های دریایی 7
شکل 1-6: نمونههایی از روباتهای انساننما 9
شکل 1-7: محیط های شبیه سازی فوتبال دوبعدی و سه بعدی 12
شکل 1-8: محیط های شبیه سازی فوتبال دوبعدی و سه بعدی 12
شکل 1-9: ساختار لایه ای کد پایه 17
شکل 2-1: راه رفتن ایستا 23
شکل 2-2: راه رفتن پویا 24
شکل 2-3: بخشهای مختلف روبات صنعتی 26
شکل 2-4: روبات آموزشی Robonova-1 29
شکل 2-5: مدل ساده شده Robonova-1 30
شکل 2-6: مسیر حرکتی ثبت شده مفاصل کفل و زانوی انسان 32
شکل 2-7: تحلیل یانگ از مسیرهای متناوب ثبت شده توسط نرمافزارPOLYGON 33
شکل 2-8: شمای کلی الگوریتم ژنتیک 36
شکل 2-9: شمای کلی الگوریتم ازدحام ذرات 39
شکل 3-1: اتوماتای یادگیر کرایلوف 43
شکل 3-2: اتوماتای یادگیر کرینسکی 47
شکل 3-3: اتوماتای یادگیر L2N,2 49
شکل 3-4: اتوماتای یادگیر L2,2
50
شکل 3-5: اتوماتای یادگیر در تقابل با محیط 54
شکل 3-6: یک بازوی روباتیک افزونه 55
شکل 3-7: چرخشهای مهم در فضای R3 56
شکل 3-8: روبات صنعتی اسکارا 57
شکل 3-9: اتصال محورهای مختصات به یک بازوی روباتیک 57
شکل 3-10: مفصلبندی روبات نائو 58
شکل 3-11: الگوریتم پیشنهادی برای یدست آوردن مقادیر مفاصل 63
شکل 4-1: زمان میانگین 30 مرتبه اجرا با هر مجموعه توانایی 77
شکل 4-2: تغییرات سرعت روبات در راه رفتن مستقیم با توجه به تعداد مفاصل انتخابی 80
شکل 4-3: تغییرات سرعت روبات در راه رفتن از بغل با توجه به تعداد مفاصل انتخابی 81
شکل 4-4: تاثیر تعداد مفاصل انتخابی در تعداد دفعات زمین خوردن روبات در راه رفتن مستقیم 82
شکل 4-5: تاثیر تعداد مفاصل انتخابی در تعداد دفعات زمین خوردن روبات در راه رفتن از بغل 83

فصل اول:
مقدمه
مقدمه
امروزه روباتیک به عنوان یکی از رشتههای علوم ومهندسی، مورد توجه بسیاری از موسسههای تحقیقاتی قرار گرفته است و به یکی از حوزه های بسیار جذاب تحقیق و پژوهش بدل گشته است، به نحوی که تحقیقات در زمینه روباتیک در شاخه های مختلفی در حال پیگیری است. در زمینه روباتیک سه رویکرد کلی مورد توجه می باشد که تحقیقات در این سه حوزه گسترده رو به پیشرفت میباشد. در رویکرد اول سعی بر ساخت روباتهای مصنوعی و هوشمند کردن آنها با استفاده از الگوریتمهای هوش مصنوعی است، که این رویکرد بسیار پرطرفدار خود به شاخه های گوناگونی تقسیم میشود که در ادامه به معرفی برخی از آنها خواهیم پرداخت. رویکرد دوم به استفاده از هوش طبیعی برای کنترل روباتهای مصنوعی میپردازد. روباتهایی که با کنترل دستی هدایت میشوند در این حیطه قرار میگیرند و در نهایت رویکرد آخر استفاده از روباتهای طبیعی و تربیت آنها برای دست یافتن به اهداف از پیش تعیین شده میباشد. تربیت حیوانات برای انجام اعمال خاص، مثالی از رویکرد سوم میباشد.
روباتها را

متن کامل در سایت homatez.com

About: admin


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *