최적 EN를 사용한 MNN에 의한 Mobile Robot제어

Abstract

이동로봇(Mobile Robot)의 자율주행 기능에는 추종, 접근, 충돌회피, 경고 등의 여러 기능이 있다. 이 기능들을 하나의 Neural Network로 구성하고 학습하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이동로봇의 자율주행 기능들을 각각의 Module로 구성하고 상황에 맞게 학습된 Module의 출력 값으로 이동로봇을 제어하면 단일 신경망의 단점을 보안할 수 있을 것이다. 이동로봇은 인간의 감각을 대신할 수 있는 다중 초음파 센서와 USB 카메라를 장착하고 있으며, 이곳에서 측정된 환경정보 데이터들은 Modular Neural Network(MNN)을 통해 학습을 한다. Expert Network(EN)의 활성화 함수를 최적결합으로 MNN을 구성하였고, 그 구조는 학습시간과 오차를 개선할 수 있을 것으로 본다. Gating Network(GN)는 MNN의 출력값인 이동로봇의 진행 방향과 속도를 스위칭 함으로써 제어하는 역할을 한다. 본 논문에서는 Modular Neural Network(MNN) 내의 Expert Network(EN)을 최적설계 하였고, 제안한 MNN의 검증을 위해 실시간으로 반복하여 이동로봇에 구현하였다. 그 실험의 결과값은 로봇을 상황에 맞게 운행, 제어하였고, 만족할 만한 성과를 얻을 수 있었다.

Skills in tracing of the MR divide into following, approaching, avoiding and warning and so on. It is difficult to have all these skills learned as neural network. To make this up for, skills consisted of each module, and Mobile Robot was controlled by the output of module adequate for the situation. A mobile Robot was equipped multi-ultrasonic sensor and a USB Camera, which can be in place of human sense, and the measured environment information data is learned through Modular Neural Network. MNN consisted of optimal combination of activation function in the Expert Network and its structure seemed to improve learning time and errors. The Gating Network(GN) used to control output values of the MNN by switching for angle and speed of the robot. In the paper, EN of Modular Neural network was designed optimal combination. Traveling with a real MR was performed repeatedly to verity the usefulness of the MNN which was proposed in this paper. The robot was properly controlled and driven by the result value and the experimental is rewarded with good fruits.