Yol Bulma Uygulamaları İçin Bir Hücresel Yapay Sinir Ağının Sayısal Tasarımı Ve Gerçeklenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında en kısa yol bulma problemine çözüm üretebilen bir hücresel yapay sinir ağının tasarımı ve gerçeklenmesi yapılmıştır. İlk olarak hücresel yapay sinir ağları incelenmiştir. Relaksasyon osilatör temelli bir hücresel yapay sinir ağı (RO-HYSA) modeli tercih edilerek bu model üzerinden çalışma sürdürülmüştür. RO-HYSA’nın bilgisayar benzetimi yapılmış ve modelin çalışması incelenmiştir. Bu modelin devre olarak gerçeklenmesi için sayısal tasarımlar yapılmıştır. Çalışma süresince, her biri öncekinin gelişmişi olan üç sayısal tasarım tamamlanmış ve her biri gerçeklenmiştir. En son gerçekleme uygulama geliştirmesine uygundur. Bu gerçekleme ile RO-HYSA’dan beklenen dalga formları araştırılmış ve gözlenmiştir. Ardından yol bulma problemi için iki algoritma geliştirilmiş ve gerçeklenen RO-HYSA ile bu algoritmalar çalıştırılmıştır. En son olarak, hazırlanan bir test platformunda, bir mobil robotun hedefe en kısa yoldan gitmesi, gerçeklenen RO-HYSA devresi ve geliştirilen algoritmalar ile sağlanmıştır.

In this thesis, a cellular neural network, that solves the shortest path problem, is digitally designed and implemented. First, the cellular neural network paradigm is examined. Than a relaxation oscillator based cellular neural network model is chosen and the work is continued with this model. The computer simulation of the RO-CNN is done and analyzed. Digital circuits are designed to implement this model. During the circuit design process, three digital RO-CNN circuits, that each one is the improved version of the previous one, are designed and all circuits are implemented. The third version circuit is found to be suitable for further applications. Using this circuit, spatiotemporal waves and patterns are investigated and observed. Then, two algorithms to find the shorthest paths are developed and these algorithms are run on the implemented RO-CNN circuit. Finally, a test platform is set up and a mobile robot is guided to the target by the shortest way found by the algorithms run on the implemented RO-CNN circuit.