research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
Hexapod Robot Static Stability Enhancement using Genetic Algorithm
تحسين الاستقرارية الثابتة للهكسابود روبوت باستخدام الخوارزمية الجينية

Authors: Firas A. Raheem فراس عبد الرزاق رحيم --- Hind Z. Khaleel هند زهير خليل
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2015 Volume: 11 Issue: 4 Pages: 44-59
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Hexapod robot is a flexible mechanical robot with six legs. It has the ability to walk over terrain. The hexapod robot look likes the insect so it has the same gaits. These gaits are tripod, wave and ripple gaits. Hexapod robot needs to stay statically stable at all the times during each gait in order not to fall with three or more legs continuously contacts with the ground. The safety static stability walking is called (the stability margin). In this paper, the forward and inverse kinematics are derived for each hexapod’s leg in order to simulate the hexapod robot model walking using MATLAB R2010a for all gaits and the geometry in order to derive the equations of the sub-constraint workspaces for each hexapod’s leg. They are defined as the sub-constraint workspaces volumes when the legs are moving without collision with each other and they are useful to keep the legs stable from falling during each gait. A smooth gait was analyzed and enhanced for each hexapod’s leg in two phases, stance phase and swing phase. The proposed work focused on the two approaches first, the modified classical stability margins. In this approach, the range of stability margins is evaluated for all gaits. The second method is called stability margins using Genetic Algorithm (GA) that enhanced the static stability by getting the best stability margins for hexapod robot and these results are useful to get best stable path planning of hexapod robot with smaller error than the first approach and with better new stable coordinates of legs tips than the first method. In addition, the second approach is useful for getting the better new stable center body coordinates than center body coordinates in the first approach of hexapod robot.

هكسابود روبوت هو روبوت ميكانيكي مرن ذو ستة ارجل. له القدرة على المشي على الارض. الهكسابود روبوت يشبه الحشرة لذلك له حركاتها نفسها. هذه الحركات هي ثلاثية القوام , متموجة و تموج. الهكسابود روبوت يحتاج للبقاء مستقرا بشكل ثابت في كل الاوقات للحركات و لكي لا يقع تبقى ثلاثة أرجل او اكثر على الارض بصورة مستمرة. الاستقرارية الثابتة الامنة للمشي تدعى (stability margin ). في هذه الورقة تم اشتقاق علم الحركة الامامي والخلفي لكل ساق في الهكسابود روبوت لغرض رسم موديل الهكسابود روبوت ببرنامج MATLAB R2010a وكذلك رسم حركاته وتم اشتقاق معادلات مساحات العمل الفرعية المحددة لكل ساق. حجوم مساحات العمل الفرعية ممكن تعريفها بانها تحدث عندما الارجل تتحرك بدون اصطدام مع بعضها وكذلك تعمل على حفظ الارجل مستقرة بمنعها من السقوط لكل حركة. تم تحليل وتحسين الحركة الناعمة لكلا الطورين طور التوقف وطور التأرجح.في العمل المقترح تم التركيز على طريقتين, الاولى الطريقة الكلاسيكية المعدلة لل (stability margins ). في هذه الطريقة, تم حساب مجموعة من قيم ال (stability margins ) لكل الحركات. الطريقة الثانية سميت ب stability margins باستخدام الخوارزمية الجينية التي حسنت الاستقرارية الثابتة بحصولها على افضل قيم لل stability margins للهكسابود روبوت وهذه النتائج مفيدة في الحصول على افضل مسار خطي للحركة بخطأ اقل من الطريقة الاولى و قد تم الحصول على احداثيات مستقرة جديدة لنهايات الارجل افضل من الطريقة الاولى . بلاضافة الى ذلك, في الطريقة الثانية كانت احداثيات مركز جسم الروبوت افضل من الطريقة الاولى.


Article
Applying A* Path Planning Algorithm Based on Modified C-Space Analysis
تطبيق خوارزمية A* لتخطيط المسار على تحليل C-SPACE المعدل

Authors: Asmaa A. Hussain أسماء عبد اللطيف حسين --- Firas A. Raheem فراس عبد الرزاق رحيم
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2017 Volume: 13 Issue: 4 Pages: 124-136
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, a modified derivation has been introduced to analyze the construction of C-space. The profit from using C-space is to make the process of path planning more safety and easer. After getting the C-space construction and map for two-link planar robot arm, which include all the possible situations of collision between robot parts and obstacle(s), the A* algorithm, which is usually used to find a heuristic path on Cartesian W-space, has been used to find a heuristic path on C-space map. Several modifications are needed to apply the methodology for a manipulator with degrees of freedom more than two. The results of C-space map, which are derived by the modified analysis, prove the accuracy of the overall C-space mapping and construction, and then a successful and guaranteed path from a start to goal configuration has been obtained without any collision probability. The results had been achieved by (Matlab R2015a) software, which run on Intel (R) Core (TM) i3-3120M CPU.

في هذا البحث، تم تقديم اشتقاق مستحدث لتحليل بنية (C-space). الفائدة من استخدام (C-space) هي لجعل عملية تخطيط المسار أكثر امان وسهولة. بعد الحصول على بنية وخارطة (C-space) لذراع الروبوت ثنائي الذراع، والتي تتضمن كل احتمالات الاصطدام بين أجزاء الروبوت والعوائق المحيطة به، خوارزمية A*، والتي عادة يتم تطبيقها في مجال العمل الكارتيزي للروبوت لإيجاد المسار المخمن، تم تطبيقها لإيجاد المسار المخمن على خارطة (C-space). بضع تعديلات لازمة لتطبيق طريقتنا المطورة على ذراع روبوت ذي حريات حركة أكثر من اثنين. نتائج خارطة (C-space)، والتي تم اشتقاقها بطريقتنا المطورة، تثبت دقة الخارطة الكلية (C-space) وبنيته، ومن ثم مسار ناجح ومضمون من نقطة البداية الى نقطة الهدف تم الحصول عليه بدون أي احتمالية اصطدام. تم الحصول على النتائج بوساطة برنامج(Matlab R2015a) باستخدام حاسبة بالمواصفات التالية: Intel (R) Core (TM) i3-3120M CPU.


Article
Creeping Gait Analysis and Simulation of a Quadruped Robot
تحليل و محاكاة روبوت رباعي الارجل في حالة المشي

Authors: Murtadha Khudhair Flayyih مرتضى خضير فليح --- Firas A. Raheem فراس عبد الرزاق رحيم
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2018 Volume: 14 Issue: 2 Pages: 93-106
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

A quadruped (four-legged) robot locomotion has the potential ability for using in different applications such as walking over soft and rough terrains and to grantee the mobility and flexibility. In general, quadruped robots have three main periodic gaits: creeping gait, running gait and galloping gait. The main problem of the quadruped robot during walking is the needing to be statically stable for slow gaits such as creeping gait. The statically stable walking as a condition depends on the stability margins that calculated particularly for this gait. In this paper, the creeping gait sequence analysis of each leg step during the swing and fixed phases has been carried out. The calculation of the minimum stability margins depends upon the forward and inverse kinematic models for each 3-DOF leg and depends on vertical geometrical projection during walking. Simulation and results verify the stability insurance after calculation the minimum margins which indicate clearly the robot COG (Center of Gravity) inside the supporting polygon resulted from the leg-tips.

الكوادروبيد ربوت هو روبوت رباعي الارجل له القابلية على القيام بمهمات عديدة منها المشي والانتقال على الارض المسطحة فضلا عن قدرته على المشي على الارض الوعرة. يقوم هذا الروبت على محاكاة الحيوانات او الحشرات رباعية الارجل من خلال تقليد الحركات التي تقوم بها هذه الحيوانات. إن من أشهر الحركات التي يستخدمها هذا الروبوت في الانتقال هي: المشي والركض والركض مع القفز. ان حركة المشي التي تم تنفيذها في هذه الورقة هي عبارة عن تحريك رجل واحدة بعد الاخرى خلال مدة زمنية معينة وبعد وصول الرجل الى المكان المناسب تبدأ رجل اخرى بالحركة. يستخدم هذا الايقاع في الحركة لكي نضمن بقاء ثلاثة أرجل ملتصقة على الارض لتحقيق الاستقرارية خلال مدة انتقال الرجل المرفوعة. خلال عملية رفع احدى الارجل سوف يتكون مثلث ناتج من اسقاط نقاط تثبيت بقية الارجل الثلاث مع سنتر الروبوت على الارض.ان مهمة هذا الروبوت هو البقاء مستقرا خلال هذه الحركات لذلك يحتاج الى تحليل الاستقرارية عن طريق حساب الـ (Stability Margins) في هذه الورقة ايضا تم تحليل حركة الروبوت بالنسبة للمشي البطيء(Creeping Gait) ومن ثم حساب معادلات الكاينماتيك الخاصة للحصول على موقع الارجل على الارض واللازمة لتحقيق الاستقرارية الثابتة للروبوت اثناء المشي. ومن بعدها تم الحصول على النتائج اللازمة لتحقيق هذه الاستقرارية من خلال مواقع الارجل على الارض.


Article
Heuristic D* Algorithm Based on Particle Swarm Optimization for Path Planning of Two-Link Robot Arm in Dynamic Environment

Authors: Firas A. Raheem فراس عبد الرزاق رحيم --- Umniah I. Hameed أُمنية ابراهيم حميد
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2019 Volume: 15 Issue: 2 Pages: 108 -123
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Finding a path solution in a dynamic environment represents a challenge for the robotics researchers, furthermore, it is the main issue for autonomous robots and manipulators since nowadays the world is looking forward to this challenge. The collision free path for robot in an environment with moving obstacles such as different objects, humans, animals or other robots is considered as an actual problem that needs to be solved. In addition, the local minima and sharp edges are the most common problems in all path planning algorithms. The main objective of this work is to overcome these problems by demonstrating the robot path planning and obstacle avoidance using D star (D*) algorithm based on Particle Swarm Optimization (PSO) technique. Moreover, this work focuses on computational part of motion planning in completely changing dynamic environment at every motion sample domains. Since the environment type that discussed here is a known dynamic environment, the solution approach can be off-line. The main advantage of the off-line planning is that a global optimal path solution is always obtained, which is able to overcome all the difficulties caused by the dynamic behavior of the obstacles. A mixing approach of robot path planning using the heuristic method D* algorithm based on optimization technique is used. The heuristic D* method is chosen for finding the shortest path. Furthermore, to insure the path length optimality and for enhancing the final path, PSO technique has been utilized. The robot type has been used here is the two-link robot arm which represents a more difficult case than the mobile robot. Simulation results are given to show the effectiveness of the proposed method which clearly shows a completely safe and short path.

ان ايجاد حل للمسار في بيئة ديناميكية يمثل تحديا للباحثين في مجال الروبوتات فضلاً عن ذلك فأنها تمثل القضية الرئيسية للروبوتات واذرع الروبوتات التي يتطلع اليها العالم اليوم. يعد المسار الخالي من التصادم في البيئات ذات العوائق المتحركة مثل الكائنات المختلفة والبشر والحيوانات أو روبوتات أخرى مشكلة حقيقية ويحتاج إلى حل. فضلاً عن ذلك، الحدود الدنيا المحلية والحواف الحادة هي المشكلات الأكثر شيوعًا في جميع خوارزميات تخطيط المسار. الهدف الرئيس من هذا العمل هو التغلب على هذه المشكلات باستخدام خوارزمية تخطيط المسار D* بالاعتماد على تقنية التحسين PSO ، علاوة على ذلك، يركز هذا العمل على الجزء الحسابي من تخطيط الحركة في بيئة ديناميكية متغيرة تمامًا مع كل motion sample . نظرًا لأن نوع البيئة الذي تمت مناقشته هنا هو البيئة الديناميكية المعروفة فأن الحل سيكون off-line. ان الميزة الرئيسة لتخطيط المسار الـ off-line هو دائما الحصول على حل المسار ال global الامثل. ، والتي هي قادرة على التغلب على جميع الصعوبات الناجمة عن السلوك الديناميكي للعقبات. ولذلك تم اللجوء الى خوارومية D* مع تقنية التحسين الPSO حيث تم استخدام خوارزمية تخطيط المسار D* للحصول على اقصر مسار ومن ثم تطبيق تقنية تحسين المسار PSO لتحسين المسار النهائي. تم استخدام ذراع الروبوت ثنائي درجات الحرية بوصفه حالة دراسية لاختبار الطريقة المقترحة وهي تمثل حالة اكثر صعوبة من ال mobile robot . كما ان نتائج المحاكاة تظهر فعالية الطريقة المقترحة والتي تظهر بوضوح المسار الامن والقصير تماما.


Article
Robot Arm Path Planning Using Modified Particle Swarm Optimization based on D* algorithm
تخطيط المسار لذراع الروبوت باستخدام تقنية سرب الطيور المعدلة إعتماداً على خوارزمية D

Authors: Ahmed T. Sadiq احمد طارق صادق --- Firas A. Raheem فراس عبد الرزاق رحيم --- Noor Alhuda F. Abbas نور الهدى فضل عباس
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2017 Volume: 13 Issue: 3 Pages: 27-37
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Much attention has been paid for the use of robot arm in various applications. Therefore, the optimal path finding has a significant role to upgrade and guide the arm movement. The essential function of path planning is to create a path that satisfies the aims of motion including, averting obstacles collision, reducing time interval, decreasing the path traveling cost and satisfying the kinematics constraints. In this paper, the free Cartesian space map of 2-DOF arm is constructed to attain the joints variable at each point without collision. The D*algorithm and Euclidean distance are applied to obtain the exact and estimated distances to the goal respectively. The modified Particle Swarm Optimization algorithm is proposed to find an optimal path based on the local search, D* and Euclidean distances. The quintic polynomial equation is utilized to provide a smooth trajectory path. According to the observe results, the modified PSO algorithm is efficiently performs to find an optimal path even in difficult environments.

حظي ذراع الروبوت مؤخرا بالكثير من الاهتمام نظرا لاستخداماته المتعددة في مختلف التطبيقات. ولذلك فان إيجاد المسارالامثل للذراع له دور بالغ الاهمية في تحسين حركات الذراع وتوجيهها . وتتمثل المهمة الاساس لتخطيط المسار في البحث عن المسار الملبي لأهداف الحركة والمتضمنة: تجنب الاصطدام بالعوائق، وخفض زمن الحركة، تقليل تكلفة المسافة وتحقيق القيود الكينماتيكية للذراع. في هذا البحث، تم هيكلة الفضاء الكارتيزي الحر لذراع ثنائي درجات حرية الحركة، والذي يضم جميع قيم المفاصل بضمانة عدم الاصطدام بالعوائق. فضلا عن استخدام كلل من خوارزميةD* ومعادلة المسافة الإقليدية للحصول على المسافة الدقيقة والمسافة المقدرة عن الهدف على التوالي. واقتراح خوارزمية السرب المعدلة للبحث عن المسار الامثل محليا اعتمادا على المسافات المستخلصة من خوارزمية D* ومعادلة المسافة الإقليدية. وقد تم استخدم المعادلة المتعددة الحدود من الدرجة الخامسة بغية الحصول على مسار سلس في مدة زمنه محددة. ووفقا للنتائج المستخلصة، فأن خوارزمية السرب المعدلة تبحث بكفاءة عن المسار الأمثل وفي ظل بيئات صعبة ومعقدة.

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

Arabic and English (5)


Year
From To Submit

2019 (1)

2018 (1)

2017 (2)

2015 (1)