Engellerin bulunduğu ortamda gezgin robotun en iyi yolu bulması ve izlemesi

Birçok uygulamalarda, hareketi denetlenen nesnenin (robotun) engellere çarpmadan bir başlangıç konumdan bir hedef konuma en kısa yolla gitmesinin sağlanması gerekir. Söz konusu problem, engellerden sakınma optimizasyon problemi olarak da adlandırılır. Bu çalışmada engellerin, farklı yarıçaplı daireler şeklinde ve hareketsiz oldukları varsayılır. Nesnenin noktasal boyutta olduğu kabul edilmiştir.Problemin sayısal çözümü için iki aşamalı algoritma önerilir. Birinci aşamada, bir adım için optimal yöntem uygulanmıştır. Her adımda nesnenin şu andaki konumu ile hedef konum arasında düz yol üzerindeki ilk engel, tek engel gibi düşünülmüştür. Yöntem, geometrik gösterimlere dayanarak gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamadan elde edilen yol optimal olmayabilir, ama bu yolun uzunluğu esas alınarak optimal yolun yer aldığı bölge, bir elipsle sınırlandırılarak küçültülebilir. Elde edilen bölge bir sonraki aşamada işlem tasarrufu yapılmasını sağlamıştır.Genel algoritmanın ikinci aşamasında engeller arasındaki minimal mesafe dikkate alınarak, bölge karelere bölünmüştür. Engellerle kesişimi olan karelere geçişler yasaklanarak ayrıklaştırma yapılmıştır. Bu yolla elde edilen problem, çizge kuramında en kısa yolun bulunması problemi olarak yorumlanır ve Dijkstra algoritmasının uygulanması ile çözülmüştür. Problemin özelliklerine dayanarak Dijkstra algoritmasının daha verimli kullanımını sağlayan bazı değiştirmeler yapılmıştır.Önerilen iki aşamalı algoritmayı sınamak için sayısal benzetimler yapılmıştır. Benzetimlerde rasgele engeller oluşturulur. Bir hedef konum seçilir. Farklı başlangıç konumlar alınarak önerilen algoritma çalıştırılır. Sonuçlar, önerilen algoritmanın engellerden sakınma optimizasyon probleminin çözümü için kullanılabilir olduğunu göstermektedir.Deneysel çalışmada, deney düzeneğinden tek kamera ile alınan sayısal görüntülere, görüntü işleme teknikleri uygulanarak, dairesel kesitli engellerin konumlarının bulunması ve başlangıç konumundan bitiş konumuna yol optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bulunan bu yol gezgin robot kullanılarak izlenmiştir. Deneysel olarak; bu çalışmada gezgin robotun en iyi yolu bulması ve izlemesi başarı ile gerçekleştirilmiş ve farklı boyut ve konumlardaki dairesel engeller için test edilmiştir.ANAHTAR SÖZCÜKLER: Engellerden sakınma, çizge kuramı, en kısa yol problemi, Dijkstra algoritması, Gezgin robotlar.