Bài thuyết trình Tiểu luận Ứng dụng mạng noron trong bài toán xác định lộ trình cho Robot - Nguyễn Viết Đức Tài
xác định lộ trình cho Robot
GVGD : Thầy Huỳnh Thái Hoàng
Nguyễn Viết Đức Tài
Nguyễn Nhựt Quý
MSSV: 40902323
MSSV: 40902198
Phạm Xuân Khiết Tư
Cao Văn Thanh
MSSV: 40903216
MSSV: 40903464
Phạm Khải Tú
MSSV: 40903175
MẠNG NORON VÀ BÀI TOÁN LẬP LỘ TRÌNH
ROBOT
Trong kỹ thuật robot thì việc xác định lộ trình là
một công việc quan trọng .Ta có thể hiểu khái quát bài
toán lập lộ trình như sau:
Cho đối tượng với vị trí ban đầu và vị trí đích với
một tập các chướng ngại có vị trí khác nhau trong
không gian. Công việc lập lộ trình đó là tìm ra một
đường đi liên tục từ vị trí đầu đến vị trí đích sao cho
i.
Mạng noron là một cấu trúc mạng cho phép dữ liệu
được xử lý song song và phân tán trên nhiều noron .
Những cách tiếp cận mạng Noron đã được sử dụng
trong khá nhiều thuật toán lập lộ trình và tiểu luận sẽ
trình bày cách tiếp cận dụa trên mạng quy hồi Hopfield.
Mô hình mạng Hopfield
Mạng Hopfield rời rạc: là mạng được tính rời rạc (
đầu ra rời rạc) và làm việc ở chế độ không đồng bộ.
Mạng Hopfield liên tục: là mạng mà trạng thái của nó
được mô tả bởi phương trình động học :
Phương pháp do Yang và Meng đề xuất:
Ý tưởng:
Một noron có n đầu vào. Khi đó, kiến trúc mạng sẽ tương
ứng với một không gian cấu hình Robot N- chiều. Noron I
i
các tín hiệu từ bên ngoài Ii .
- Phương trình xác nh trng thái của noron i:
ꢂ
ꢁ
ꢀ
ꢁ
ꢃ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀꢄ ꢄ
ꢀ
ꢀ
ꢄꢅ1
Tóm tắt phương pháp:
B1: khởi tạo
+ Xác định vị trí đầu qI
+ Xác định vị trí đích qG
+ Gán qp = qI
B2 : Nếu qp <>qG và KT = true thì : ( KT dùng để xem có
nh trí ti
+ Tính các xi căn cứ vào pt động học (3.1) và hàm f(a)
(3.2)
+ xác định vị trí tiếp theo qn dựa vào (3.3)
+qp = qn
p
+Xác định thành công một lộ trình
Ngược lại:
+ Không xác định được lộ trình
B4: kết thúc.
Nhận xét:
i. Theo (3.3), một noron với giá trị xi càng cao sẽ càng có khả
lùi robot.
ii. B và –D là cận trên và cận dưới của xi.
iii. Số hạng thứ hai của (3.1) sử dụng toán tử []+, hiện thị những
ảnh hưởng của những giá trị dương tính( có thể là những
i j
ba sử dụng toán tử []- là ảnh hưởng của những giá trị ngược(
chướng ngại tiềm tàng hoặc phạn xạ của Ii).
Mô hình Yang và Meng cải tiến( sửa đổi):
Ý tưởng :
Dựa vào những nhận xét nêu trên, mô hình có thể được sửa đổi như sau:
+ Theo iv ta cần sửa đổi (3.1) như sau:
ꢂ
ꢂ
ꢆꢇꢀ
ꢆꢈ
ꢁ
ꢄꢅ1
ꢃ
ꢓꢀꢄ ꢇ
ꢊ
ꢌ ꢎ ꢐꢁ
ꢊ
ꢌ ꢎ ꢐꢃ
ꢄ ꢅ1
ꢅ ꢃꢉꢇꢀ ꢁ ꢋ ꢃ ꢇꢀ
ꢏꢀ ꢁ ꢑ
ꢓꢀꢄ ꢇ
ꢃ ꢗ ꢁ ꢇꢀ
ꢏꢀ ꢁ ꢘ
ꢄ
ꢄ
Trong đó : 0≤ α ≤ 1, 0≤ β ≤ 1
+ để giải quyết vấn đề đã đề cập trong v, một kỹ thuật được đưa
ra. Để đảm bảo cho robot có khả năng quay lại vị trí trước đó, ngoài giá
trị nhập vào Ii ta đưa thêm vào một giá trị xác định quá trình quay trở
lại của robot Ti ( giá trị ngược).
Tất cả các vị trí đã duyệt qua ta đều xác định giá trị ngược này
và cập nhật cho Ii tương ứng. Nó sẽ giúp robot không bị kẹt tại một vị
trí mà bắt robot phải di chuyển đến một vị trí nào đó hiệu quả hơn.
Tóm tắt phương pháp:
B1: khởi tạo
+ Xác định vị trí đầu qI
+ Xác định vị trí đích qG
i
+ Gán qp = qI
B2 : Nếu qp <>qG và KT = true thì :
+ Tính các xi căn cứ vào pt động học (3.4) và hàm f(a)
(3.2)
+ xác định vị trí tiếp theo qn dụa vào (3.3)
+qp = qn
+ Xác định giá trị ngược Tn
+ In = Tn
B3 : Nếu qp =qG thì:
+Xác định thành công một lộ trình
Ngược lại:
+ Không xác định được lộ trình
B4: kết thúc.
Các kết quả thử nghiệm :
Chương trình demo:
Mô hình thử nghiệm bằng ngôn ngữ Visual Basic:
Để cài đặt các chương trình thử nghiệm ta cần phải lựa
chọn các tham số cho phù hợp. Trong chương trình demo các
tham số được lực chọn như sau:
+ Mô hình nguyên bản:
A=10, B=D=1, µ=1, r0 =2, E=100.
+ Mô hình cải tiến:
A=10, B=5, D=1, E=100, r0=1.41, α=0.9, β=0.2.
Robot thể hiện trong chương trình demo là các robot điểm còn
trong thực tế với những robot phức tạp ta cần phải tính đến tác
động của cấu trúc robot đối với việc di chuyển và lộ trình mà nó
xác định.
Trong thực tế các tham số nhập từ môi trường ngoài sẽ được
robot thu nhận thông qua các cảm biến trong quá trình di chuyển
của nó.
So sánh các kết quả:
So sánh giữa mô hình nguyên bản và mô hình cải tiến, trong
nhiu trường hp mê cung và đích có phức tp khác nhau.
Từ kết quả mô phỏng, ta có thể thấy rõ tính khả thi và hiệu quả
của từng phương pháp.
+ Mê cung 1:
Nhận xét: Trong mê cung 1 đường đi tới đích khá dễ dàng. Khi
đó cả hai mô hình đều dẫn dắt robot tới đích và hai mô hình đều
thực hiện tốt như nhau.
+ Mê cung 2:
Nhận xét : trong mê cung 2 ta đật một vật cản chia đôi khu vực
đích. Với mô hình nguyên bản robot mắc bẫy và không về được
đích. Trong khi mô hình sửa đổi có thể hướng dẫn robot tránh bẫy
bằng cách quay trở lại và đi đường khác.
Tải về để xem bản đầy đủ
25 trang
30501
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài thuyết trình Tiểu luận Ứng dụng mạng noron trong bài toán xác định lộ trình cho Robot - Nguyễn Viết Đức Tài", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_thuyet_trinh_tieu_luan_ung_dung_mang_noron_trong_bai_toa.pdf
