Система управления подвижным объектом на основе нейронных сетей

Курсовая работа "Система управления подвижным объектом на основе нейронных сетей" Для обучения искусственной нейронной сети движению в одной плоскости было использовано три датчика расстояния размещенных в одной точке, но с разным отклонением угла поворота относительно угла поворота подвижного объекта. Отклонение датчиков соответственно равно -45°, 0° и 45°. Искусственная нейронная сеть, разработанная в данной курсовой работе для управления подвижным (нестационарным) объектом, имеет 3 входных нейрона, 1 скрытый слой с пятью нейронами и 2 выходных нейрона. На входные нейроны подаются нормализованные данные с датчиков [0; 1]. На выходе нейронной сети объект управления получает два коэффициента: скорости [-1; 1] и поворота [-1; 1]. Так как выходные значения принимают значения от -1 до 1, то в качестве функции активации нейронов использован гиперболический тангенс. Генетический алгоритм использует комбинацию механизмов естественного отбора, таких как наследование, мутация, отбор и кроссинговер. В курсовой работе генерировалось поколение из десяти нейросетей со случайными весами, которые по очереди начинали движение по виртуальному треку до первого столкновения с препятствиями. На каждом повороте трека содержалась контрольная точка, за прохождения которой увеличивался счетчик score. Далее нейронные сети сортировались в порядке убывания по рассчитанной функции приспособленности. Далее, из десяти отсортированных по приспособленности нейросетей первые четыре оставались без изменений, то есть подвергались селекции как наиболее успешные. Следующие пять нейронных сетей подвергались естественному отбору – уничтожались и заменялись на случайную (из первых четырех) сеть, после чего над ними производилась мутация. Мутация заключалась в случайном изменении веса связи нейронов в сети с вероятностью P=0.02. Последняя нейронная сеть, как самая неприспособленная скрещивалась с сетью извне (новая нейросеть со случайными весами), тем самым разбавляя популяцию новыми генами. Студент Оренбургского государственного университета, группы 14ИВТ(ба)ПОВТ-2 Иван Кольцов ikoltcov@yandex.ru Music: Alan Walker - Spectre https://www.youtube.com/watch?v=AOeY-nDp7hI