ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-----------------------------------
ĐINH THỊ THUÝ QUỲNH
ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON TRONG BÀI
TOÁN XÁC ĐỊNH LỘ TRÌNH CHO ROBOT
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
THÁI NGUYÊN - 2008
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-----------------------------------
ĐINH THỊ THUÝ QUỲNH
ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON TRONG BÀI
TOÁN XÁC ĐỊNH LỘ TRÌNH CHO ROBOT
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60.48.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS – TS ĐẶNG QUANG Á
THÁI NGUYÊN - 2008
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1
MỤC LỤC
MỤC LỤC
1
DANH MỤC HÌNH
4
LỜI NÓI ĐẦU
6
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN MẠNG NƠRON NHÂN TẠO............................
8
1.1. Giới thiệu mạng nơron..........................................................
8
1.1.1. Những kiến trúc tính toán.............................................
8
1.1.2. Lịch sử phát triển của mạng nơron...............................
9
1.1.3. Nơron sinh học..............................................................
11
1.1.4. Nơron nhân tạo..............................................................
12
1.1.5. Mạng nơron nhân tạo....................................................
14
1.1.6. Tiếp cận nơron trong tính toán......................................
18
1.2. Phạm vi ứng dụng của mạng nơron....................................
22
1.2.1. Những bài toán thích hợp..............................................
22
1.2.2. Các lĩnh vực ứng dụng của mạng nơron.......................
24
1.2.3. Ƣu nhƣợc điểm của mạng nơron..................................
25
1.3. Mạng Hopfield.......................................................................
26
1.3.1. Mạng Hopfield rời rạc...................................................
28
1.3.2. Mạng Hopfiel liên tục...................................................
28
1.4. Mạng nơron trong kỹ thuật robot.......................................
29
1.5. Nhận xét.................................................................................
30
CHƢƠNG 2 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN LẬP LỘ TRÌNH CHO ROBOT............
32
2.1. Giới thiệu robot nhân tạo.....................................................
32
2.1.1. Tổng quan.....................................................................
32
2.1.2. Giải pháp thiết kế..........................................................
33
2.2. Bài toán lập lộ trình..............................................................
34
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2
2.2.1. Mở đầu..........................................................................
34
2.2.2. Các ví dụ thực tế...........................................................
37
2.2.3. Bài toán lập lộ trình chuyển động cho robot................
39
2.3. Các thành phần cơ bản của việc lập lộ trình........................
40
2.3.1. Trạng thái........................................................................
40
2.3.2. Thời gian.........................................................................
40
2.3.3. Hành động.......................................................................
41
2.3.4. Trạng thái đầu và trạng thái kết thúc..............................
41
2.3.5. Tiêu chuẩn......................................................................
41
2.3.6. Giải thuật........................................................................
42
2.3.7. Ngƣời lập lộ trình............................................................
42
2.3.8. Lộ trình...........................................................................
42
2.3.9. Lập lộ trình chuyển động................................................
46
2.4. Không gian cấu hình...............................................................
46
2.4.1. Các khái niệm không gian cấu hình................................
46
2.4.2. Mô hình cấu hình............................................................
47
2.4.3. Không gian cấu hình chƣớng ngại..................................
56
2.4.4. Định nghĩa chính xác về vấn đề lập lộ trình...................
58
CHƢƠNG 3 ỨNG DỤNG MẠNG NƠRON NHÂN TẠO TRONG BÀI TOÁN
LẬP LỘ TRÌNH CHO ROBOT.....................................................................
60
3.1. Mạng nơron nhân tạo và bài toán lập lộ trình......................
60
3.2. Ứng dụng mạng Hopfield giải bài toán lập lộ trình .............
62
3.2.1. Khái quát một số phƣơng pháp lập lộ trình.....................
62
3.2.2. Phƣơng pháp do Yang và Meng đề xuất..........................
63
3.2.3. Mô hình Yang và Meng cải tiến......................................
67
3.3. Các kết quả thử nghiệm..........................................................
69
3.3.1. Chƣơng trình Đềmô.........................................................
69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3
3.3.2. So sánh các kết quả..........................................................
71
3.3.3. Kết luận............................................................................
73
KẾT LUẬN...............................................................................................
75
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................
76
PHỤ LỤC..................................................................................................
77