神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能機器人導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用研究1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境感知中的應(yīng) 用
對環(huán)境 的感 知 ,環(huán)境模型 妁表示 是非常重要 的。未 知
環(huán)境中的障礙物的幾何形狀是不確定的,常用的表示方浩是
槽格法。如果用冊格法表示范圍較大的工作環(huán)境,在滿足
精度要求 的情況下,必定要占用大量的內(nèi)存,并且采用柵
格法進行路徑規(guī)劃,其計算量是相當(dāng)大的。Kohon~n自組織
神經(jīng)瞬絡(luò)為機器人對未知環(huán)境的蒜知提供了一條途徑。
Kohone~沖經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一十自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),其學(xué)習(xí)的結(jié)
果能體現(xiàn)出輸入樣本的分布情況,從而對輸入樣本實現(xiàn)數(shù)
據(jù)壓縮 。基于 網(wǎng)絡(luò) 的這些特 性,可采 用K0h0n曲 神經(jīng)元 的
權(quán)向量來表示 自由空間,其方法是在 自由空間中隨機地選
取坐標(biāo)點xltl【可由傳感器獲得】作為網(wǎng)絡(luò)輸入,神經(jīng)嘲絡(luò)通
過對大量的輸八樣本的學(xué)習(xí),其神經(jīng)元就會體現(xiàn)出一定的
分布形 式 學(xué)習(xí)過程如下:開 始時網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值隨機地賦值 ,
其后接下式進行學(xué) 習(xí):
, 、 Jm(,)+叫f)f,)一珥ff)) ∈N,(f)
(,) VfeN.(f1
其 中M(f1:神經(jīng)元 1在t時刻對 應(yīng)的權(quán)值 ;a(∽ 謂整系 數(shù) ;
(『l網(wǎng)絡(luò)的輸八矢量;Ⅳ():學(xué)習(xí)的 I域。每個神經(jīng)元能最
大限度 地表示一 定 的自由空間 。神經(jīng) 元權(quán) 向量的最 小生成
樹可以表示出自由空問的基本框架。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的鄰域 (,)
可 以動 態(tài)地 定義 成矩形 、多邊 形 。神經(jīng) 元數(shù)量 的選取取 決
于環(huán)境 的復(fù)雜度 ,如果神 經(jīng)元 的數(shù)量 太少 .它們就 不能 覆
蓋整十空間,結(jié)果會導(dǎo)致節(jié)點穿過障礙物區(qū)域 如果節(jié)點
妁數(shù)量太大 .節(jié)點就會表示更多的區(qū)域,也就得不到距障
礙物的最大距離。在這種情況下,節(jié)點是對整個 自由空間
的學(xué) 習(xí),而不是 學(xué)習(xí)最 小框架空 間 。節(jié) 點的數(shù) 量可 以動態(tài)
地定義,在每個學(xué)習(xí)階段的結(jié)柬.機器人會檢查所有的路
徑.如檢鍘刊路徑上有障礙物 ,就意味著沒有足夠的節(jié)點
來 覆蓋整 十 自由窯 間,需要增加 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來 重新學(xué) 習(xí) 所
138一
以為了收斂于最小框架表示 ,應(yīng)該采用較少的網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點升
始學(xué)習(xí),逐步增加其數(shù)量。這種方法比較適臺對擁擠的'E{=
境的學(xué)習(xí),自由空間教小,就可用線段表示;若自由空問
較大,就需要由二維結(jié)構(gòu)表示 。
采用Kohonen~沖經(jīng)阿絡(luò)表示環(huán)境是一個新的方法。由
于網(wǎng)絡(luò)的并行結(jié)構(gòu),可在較短的時間內(nèi)進行大量的計算。并
且不需要了解障礙物的過細信息.如形狀、位置等 通過
學(xué)習(xí)可用樹結(jié)構(gòu)表示自由空問的基本框架,起、終點問路
徑 可利用樹的遍 歷技術(shù)報容易地被找到
在機器人對環(huán)境的感知的過程中,可采用人】:神經(jīng)嘲
絡(luò)技術(shù)對 多傳 感器的信息進 行融臺 。由于單個傳感器僅能
提 供部分不 完全 的環(huán)境信息 ,因此只有秉 甩 多種傳感器 才
能提高機器凡的感知能力。
2 神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)在局部路徑規(guī)射中的應(yīng) 用
局部路徑 規(guī)刪足稱動吝避碰 規(guī)劃 ,足以全局規(guī)荊為指
導(dǎo) 利用在線得到的局部環(huán)境信息,在盡可能短的時問內(nèi)
標(biāo)簽:
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
智能機器人
導(dǎo)航
上傳時間:
2022-02-12
上傳用戶:qingfengchizhu