Parçacık Sürü Optimizasyon Algoritması Kullanılarak Optimum Robot Yolu Planlama

Abstract

Robot yolu planlama problemi robotik ve otomasyon alanı için önemli problemlerden bir tanesidir. Robotların yüksek çalışma hızı, kontrol sistemlerinden aşırı performans gerektirdiği için robot hareketinin doğruluğu ve yol planlaması önem arz etmektedir. Robot yol planlama işleminde, bir başlangıç noktasından son noktaya kadar robotun var olan engellere takılmadan en kısa bir şekilde geometrik bir yol çizerek varış noktasına ulaşması amaçlanır. Robot yol planlama problemi arama yapılan alan uzayında birçok yol seçeneğinin bulunması ve bu yollar arasında en kısa mesafenin karar verilmeye çalışılması nedeniyle zor problemler sınıfına girmektedir. Klasik robot yolu planlama yöntemleri problem karmaşıklaştıkça çözüm bulmakta zorlanmaktadır. Bundan dolayı son yıllarda robotik alanında yol planlama probleminin optimum çözümü için sezgisel yöntemlerin önemi artmaktadır. Robot yolu planlama problemi için literatürde birçok sezgisel algoritma probleminin farklı uygulamaları için kullanılmıştır. Bu çalışmada başlangıç noktasında yer alan bir robotun varış noktasına gidene kadar karşılaşacağı engellere çarpmadan en kısa yolu kullanacak şekilde bitiş noktasına ulaşması için Parçacık Sürü Optimizasyon (PSO) algoritması kullanılarak yol planlama işleminin simülasyonu yapılmıştır. Başlangıç noktası sabit A(0,0) olan ve üç farklı bitiş noktalarına B(4,6), C(6,8) ve D(8,10) göre PSO algoritması ile en kısa robot yolu hesaplanmıştır. Aynı zamanda her bir farklı varış noktası için çalışmada engellerin konumları da değiştirilerek simülasyon işlemi yapılmıştır. Bu şekilde üç farklı konumda robot yolu planlaması çözülmeye çalışılmıştır. Çalışmada kullanılan engeller daire şeklinde olduğundan başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki mesafeyi bulmak için bir nokta ve bir doğruya uzaklığının matematiksel formülü kullanılmış ve bu şekilde dairesel engellerden kaçınılmaya çalışılmıştır. PSO algoritması ile yapılan robot yolu planlama problem çözümü her bir durum için tablolar ve grafikler ile gösterilmiştir. PSO ile yapılan çalışma sonuçlarına göre üç farklı durumda robot yolunun en kısa hesaplamaları bulunmuştur. Bu şekilde PSO algoritması çözümlerinin robot yolu planlaması için uygulanabilir olduğu gösterilmiştir.