13933

13933

كنترل هوشمند مبتني بر بينايي چهارپره براي رديابي هدف متحرك

كارشناسي ارشد

كنترل

بهمن‌ماه 1393

بهمن‌ماه 1393

دكتر ‌علي‌اكبر جلالي

دكتر سعيد عباداللهي

برق

چكيده كنترل هوشمند مبتني بر بينايي ربات چهارپره براي دنبال كردن هدف متحرك موضوع اصلي اين پايان‌نامه است. هدف مي‌تواند يك ربات چرخ‌دار متحرك باشد كه در روي زمين حركت مي‌كند يا يك ربات پرنده ديگر با تغييرات كوچك در زاويه رول و پيچ كه در زير ربات چهارپره داراي دوربين در حال حركت است. در ميان وسايل هوايي بدون سرنشين، دسته خاصي با نام چهارپره وجود دارد كهبا توجه به قابليت‌هاي منحصربه‌فرد اين ربات پرنده، در تحقيقات توجه خاصي به آن مي‌شود. ربات‌هاي چهارپره مي‌توانند به اهداف مورد نظر نزديك شوند و به صورت ناشناس در ارتفاع پايين‌تر از هواپيماهاي معمولي قرار بگيرند. به‌اين‌ترتيب يكي از كاربردهاي چهارپره دنبال كردن هدف متحرك است و حسگر بينايي ابزار مناسبي براي اين منظور است به همين دليل در اين پايان‌نامه از حسگر بينايي براي دنبال كردن هدف متحرك استفاده ‌شده است.ماهيت غيرخطي چهارپره از يك‌سو و دشواري به دست آوردن مدل دقيق براي آن از سوي ديگر دو مسئله جدي در طراحي كنترل‌كننده براي چهارپره هستند. روش بالقوه براي حل چنين مشكلي استفاده از روش‌هاي كنترل هوشمند مانند كنترل فازي، كنترل با استفاده از شبكه‌هاي عصبي مصنوعي و نظاير اين روش‌ها است. علاوه بر دو مسئله ذكر شده، با توجه به اين‌كه موضوع اين پايان‌نامه دنبال كردن هدف متحرك است مشكل ديگري به وجود مي‌آيد و آن وجود نامعيني در تصوير است، كه به دليل متحرك بودن هدف ايجاد مي‌شود وجود چنين مسائلي باعث مي‌شود تا استفاده از روش‌هاي تطبيقي و مقاوم براي رسيدن به هدف ضروري به نظر برسد. در راستاي طراحي كنترل هوشمند مبتني بر بينايي براي ربات چهارپره ابتدا با تركيب مناسب ممان‌هاي تصويري پرسپكتيو، مشخصه‌هاي مطلوب براي كنترل حركت انتقالي و چرخش ياو ربات در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از شبكه‌ عصبي مصنوعي كنترل‌كننده تطبيقي براي ربات طراحي‌ شد. كنترل‌كننده عصبي تطبيقي غيرمستقيم به دليل ماهيت تطبيقي بودن حساس به نويز است و پاسخ مربوط به ارتفاع ربات داراي بالازدگي است، كه ممكن است استفاده از ربات در مكان‌هايي كه محدوديت ارتفاع دارند را دشوار سازد. براي از بين بردن اين مشكلات كنترل‌كننده عصبي تطبيقي براي حركت انتقالي ربات طراحي شد. اين كنترل كنند به اندازه كافي در مقابل نيروها و گشتاورهاي مزاحم مقاوم نيست لذا در ادامه پايان‌نامه به منظور غلبه بر نامعيني‌هاي موجود با تركيب روش‌هاي فازي و عصبي با كنترل مد لغزشي، كنترل مقاوم مبتني بر بينايي براي ربات چهارپره ارائه گرديد. واژه‌هاي كليدي: ربات چهارپره، كنترل مبتني بر بينايي، ممان‌هاي تصويري، كنترل عصبي تطبيقي، كنترل مقاوم، كنترل فازي