JPH089761Y2 - Fuzzy controller - Google Patents
Fuzzy controllerInfo
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- JPH089761Y2 JPH089761Y2 JP3968388U JP3968388U JPH089761Y2 JP H089761 Y2 JPH089761 Y2 JP H089761Y2 JP 3968388 U JP3968388 U JP 3968388U JP 3968388 U JP3968388 U JP 3968388U JP H089761 Y2 JPH089761 Y2 JP H089761Y2
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- fuzzy
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- input
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Description
【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) この考案は、ファジィ理論を用いた制御装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a control device using fuzzy theory.
(従来の技術) ファジィ理論をプロセス制御に応用したファジィ制御
では第8図に示すように、変数x1およびx2をファジィ制
御器に入力すると、プロセスを制御するための制御量y
が出力される。このときの入出力関係を規定する因果関
係、例えばファジィ集合間の演算規則が成り立ち、入出
力変数のみがあいまいな量の場合には、ふつうの数値を
ファジィ集合にしたファジィ数を用いる数式モデルを使
う。このモデルは第9図に示すように、ファジィ数のメ
ンバシップ関係は、頂点をメンバシップ値μ=1をとる
二等辺三角形となる。この図でのaは中心であり、Cは
あいまい度の幅である。ファジィ制御器は入力された情
報をメンバシップ関数と制御ルールに基づいたファジィ
理論により処理する。(Prior Art) In fuzzy control in which fuzzy theory is applied to process control, as shown in FIG. 8, when variables x 1 and x 2 are input to a fuzzy controller, a controlled variable y for controlling the process is obtained.
Is output. At this time, the causal relations that regulate the input / output relations, for example, when the arithmetic rules between fuzzy sets hold and only the input / output variables are ambiguous quantities, a mathematical model that uses a fuzzy number that is a normal number in a fuzzy set is used. use. In this model, as shown in FIG. 9, the fuzzy membership relationship is an isosceles triangle with a vertex having a membership value μ = 1. In this figure, a is the center and C is the ambiguity width. The fuzzy controller processes the input information by fuzzy theory based on membership functions and control rules.
(考案が解決しようとする課題) 従来行なわれて来たファジィ制御装置では、入力感度
が変わっても同一のメンバシップ関数を用いて推論がお
こなわれて来ていた。このため制御を不正確にする、と
いう欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) In a fuzzy control device that has been conventionally used, inference is performed using the same membership function even if the input sensitivity changes. Therefore, there is a drawback that the control becomes inaccurate.
この発明は上記事情に基づいてなされたもので、入力
値の入力感度を考慮することにより、適確な制御をおこ
なうことのできるファジィ制御装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuzzy control device capable of performing appropriate control by considering the input sensitivity of an input value.
(課題を解決するための手段) この考案は上記課題を解決するために、第1図に示さ
れるように、プロセス制御のための情報を入力値として
入力し、入力値の感度を判別する感度判別手段と、該感
度に基づいて推論に用いるあいまい度を選択するあいま
い度選択手段と、該あいまい度選択手段により選択され
たあいまい度を用いて、前記入力値をファジィ推論に基
づき前記プロセス制御の制御量として出力するファジィ
演算手段と、を具備することを要旨とする。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention is directed to inputting information for process control as an input value and determining the sensitivity of the input value, as shown in FIG. Using the discriminating means, the ambiguity selecting means for selecting the ambiguity used for inference based on the sensitivity, and the ambiguity selected by the ambiguity selecting means, the input value of the process control based on the fuzzy inference is used. It is a gist to have a fuzzy calculation means which outputs as a control amount.
(作用) 第2図に示されるように、入力値xiに対する入力感度
β(xi)が、入力値x0で最大感度(100%)を示すよう
な感度曲線において、入力値xiの各点をファジィ集合と
してメンバシップ関数をとると第3図のようになる。(Operation) As shown in FIG. 2, in the sensitivity curve in which the input sensitivity β (xi) with respect to the input value xi shows the maximum sensitivity (100%) at the input value x 0 , each point of the input value xi is Figure 3 shows the membership function as a fuzzy set.
ここで、解像度100%の場合、メンバシップ関数の幅
は0となる。つまり、メンバシップ関数は第3図に示さ
れている直線により、集合幅のない状態になる。メンバ
シップ関数が直線とは、入力感度が100%であることを
意味し、入力値の信頼度が1となり、ファジィを使わな
い通常の情報入力手段を用いた制御と同じになる。Here, when the resolution is 100%, the width of the membership function is 0. That is, the membership function is in a state where there is no set width due to the straight line shown in FIG. When the membership function is a straight line, it means that the input sensitivity is 100%, the reliability of the input value is 1, and it is the same as the control using a normal information input means that does not use fuzzy.
本考案は、入力感度に応じてあいまい度の幅γ(xi)
が変化することに着目し、入力値の感度に基づいてあい
まい度により推論を行なう。The present invention has a range of ambiguity γ (xi) depending on the input sensitivity.
Focusing on the change of, the inference is performed based on the sensitivity of the input value based on the ambiguity.
(実施例) 以下、この考案の実施例を図に基づいて説明する。こ
の実施例は、車両に設けられた撮像カメラからの情報に
より、車両のブレーキを調整する例である。第4図はこ
の実施例の外観図、第5図は撮像された画像、第6図は
あいまい度の幅を示す図、第7図は制御ルールとメンバ
シップ関数とから目的値を算出するアルゴリズムを示す
図である。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an example of adjusting a brake of a vehicle based on information from an image pickup camera provided in the vehicle. FIG. 4 is an external view of this embodiment, FIG. 5 is a captured image, FIG. 6 is a diagram showing a range of ambiguity, and FIG. 7 is an algorithm for calculating an objective value from a control rule and a membership function. FIG.
第4図を用いてこの実施例の構成を説明する。1は車
両であり、2は例えばCCDカメラのような撮像カメラ
で、車両1前部に取り付けられて進行方向を撮像するも
のである。3はこのカメラから車両1の進行方向へ距離
aだけ離れたところにある物体である。The configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 is a vehicle, and 2 is an image pickup camera such as a CCD camera, which is attached to the front portion of the vehicle 1 and images the traveling direction. An object 3 is located at a distance a from the camera in the traveling direction of the vehicle 1.
次にこの実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
初めに、この実施例の原理を説明する。従来、センサ
入力のファジィ制御器においては、センサ部で検出され
た検出値を直接入力していた。しかし、カメラ等で、あ
る距離に焦点を設定している場合、それ以外の距離では
画像の解像度が低下するため、画像処理による物体の検
出精度が低下する。この傾向は、その物体が焦点距離か
ら離れるほどに大きくなる。例えば、焦点距離40mで捉
えた物体の検出誤差が0であるのに対し、100mでは±0.
3m、10mでは±0.1mとなる。この実施例では、検出値を
ファジィ集合で表している。つまり、100mでは、検出値
αは、αを中心にα−0.3からα+0.3までの幅を持ち、
αを信頼度1とすると、α−0.3以下の信頼度は0であ
り、α+0.3以上の信頼度もまた0となる。(第6図参
照)。First, the principle of this embodiment will be described. Conventionally, in a sensor input fuzzy controller, the detection value detected by the sensor unit is directly input. However, when the focus is set at a certain distance with a camera or the like, the resolution of the image is reduced at other distances, so that the detection accuracy of the object by image processing is reduced. This tendency increases as the object moves away from the focal length. For example, the detection error of an object captured at a focal length of 40 m is 0, whereas it is ± 0 at 100 m.
It becomes ± 0.1m at 3m and 10m. In this embodiment, the detected value is represented by a fuzzy set. That is, at 100 m, the detected value α has a range from α-0.3 to α + 0.3 centering on α,
When α has a reliability of 1, the reliability of α-0.3 or less is 0, and the reliability of α + 0.3 or more is also 0. (See FIG. 6).
また、超音波センサを車両に搭載して車両周囲の物体
までの距離を検出する場合、車速が大きくなるほど、つ
まり車両と物体との相対速度が大きくなる程、車両と物
体との間に存在する超音波の媒体である空気の流れが早
くなり、物体までの距離の検出精度が低下する。Further, when an ultrasonic sensor is mounted on a vehicle to detect the distance to an object around the vehicle, the ultrasonic sensor exists between the vehicle and the object as the vehicle speed increases, that is, the relative speed between the vehicle and the object increases. The flow of air, which is the medium of ultrasonic waves, becomes faster, and the detection accuracy of the distance to the object decreases.
よって、この実施例では、検出誤差値を含めたセンサ
部で検出された検出値を、車速あるいは解像度等のセン
サ能力を考慮した検出精度(信頼度)をも情報量として
持つあいまい集合(ファジィ集合)の形で表したので、
センサ検出値に対し忠実な入力値として的確なファジィ
推論ができる。Therefore, in this embodiment, the fuzzy set (fuzzy set) having the detection value including the detection error value detected by the sensor unit as the information amount also has the detection accuracy (reliability) considering the sensor capability such as vehicle speed or resolution. ),
Accurate fuzzy inference can be performed as an input value that is faithful to the sensor detection value.
今、車両1に取り付けられたカメラ2によって、前方
距離aだけ離れたところにある物体3を撮像する。第5
図(a)はこのようにして撮像された画像である。この
画像のG−lineに注目する。これは例えばこのカメラ1
の焦点である。すると、第5図(b)に示すようにこの
画像における解像度β(d)(ここでdは車両の前方距
離である)はG−lineにおいて最大であり、これを解像
度100%とする。そして、このG−line前後で解像度は
減少する。ここで、d=aでの解像度を入力値とし、こ
の入力値をファジィ集合のファジィ数としてメンバシッ
プ関数をとると、第6図(a)のような二等辺三角形の
メンバシップ関数となる。この時、あいまい度の幅γ
(a)は、 γ(a)=|100−β(a)|×C で与えられる。ここで、Cは定数である。この式からβ
(a)が小さくなる、すなわち入力感度が低くなると、
あいまい度の幅が大きくなることがわかる。このことは
第5図(a)において相対的にG−lineから離れるよう
な場合である。逆に相対的にG−lineに近づくと、解像
度は高くなり、前述の幅は小さくなることがわかる。こ
のように解像度(すなわち、入力感度)に応じてメンバ
シップ関数の二等辺三角形の形が変化し、それにつれ
て、あいまい度の幅も変化するのがわかる。Now, the camera 2 attached to the vehicle 1 captures an image of the object 3 located at a distance a forward distance a. Fifth
FIG. (A) is an image captured in this way. Pay attention to the G-line of this image. This is for example this camera 1
Is the focus of. Then, as shown in FIG. 5 (b), the resolution β (d) in this image (where d is the front distance of the vehicle) is the maximum in the G-line, and this is set to 100%. The resolution decreases before and after this G-line. Here, when the membership function is taken with the input value being the resolution at d = a and this input value being the fuzzy number of the fuzzy set, a membership function of an isosceles triangle as shown in FIG. 6 (a) is obtained. At this time, the range of ambiguity γ
(A) is given by γ (a) = | 100−β (a) | × C. Here, C is a constant. From this formula β
When (a) becomes small, that is, the input sensitivity becomes low,
It can be seen that the range of ambiguity increases. This is the case relatively far from the G-line in FIG. 5 (a). On the other hand, it can be seen that the resolution becomes higher and the above-mentioned width becomes smaller as it gets closer to the G-line. Thus, it can be seen that the shape of the isosceles triangle of the membership function changes according to the resolution (that is, the input sensitivity), and the width of the ambiguity also changes accordingly.
いま、制御ルールを次のように決める。 Now, determine the control rules as follows.
(1)if d is “Big" and Δd is “Big" t
hen C is “Small" (2)if d is “Small" and Δd is “Smal
l" then C is “Big" ここで、Δdは単位時間当りの距離偏差、Cはブレーキ
の踏み度合いである。(1) if d is “Big” and Δd is “Big” t
hen C is “Small” (2) if d is “Small” and Δd is “Smal
l "then C is" Big "where Δd is the distance deviation per unit time, and C is the degree of braking.
d=aにおけるΔdに対するメンバシップ関数は第6
図(b)のようになり、γ(b)なるあいまいの幅をも
つ。ここで、b=(a′−a)/tで与えられ、a′は前
回の距離に関する入力値、tはサンプリング周期であ
る。また、γ(b)は、 γ(b)=|100−β(a)|×C′ で表わされ、C′は定数である。このγ(b)も入力条
件(ここでは、感度β(a))に応じて変化することが
できる。The membership function for Δd at d = a is the sixth
It becomes as shown in FIG. 6B, and has an ambiguous width of γ (b). Here, given by b = (a'-a) / t, a'is an input value relating to the previous distance, and t is a sampling period. Further, γ (b) is represented by γ (b) = | 100−β (a) | × C ′, and C ′ is a constant. This γ (b) can also be changed according to the input condition (here, the sensitivity β (a)).
次に出力までの処理は以下のようにおこなう。 The processing up to the output is performed as follows.
第6図(a)に示したd=aでのdに対するメンバシ
ップ関数に、制御ルール(1)の前件部“d is Big"
を重ね合せると第7図(a)の様になる。同様に第6図
(b)のΔdに対するメンバシップ関数に、制御ルール
(1)の前件部“Δd is Big"を重ね合せたものが第
7図(b)である。第7図(c)は制御ルール(1)の
後件部“C is Small"を図示したものである。The antecedent part “d is Big” of the control rule (1) is added to the membership function for d when d = a shown in FIG.
Figure 7 (a) is obtained by superposing. Similarly, FIG. 7 (b) shows the membership function for Δd in FIG. 6 (b) superposed with the antecedent “Δd is Big” of the control rule (1). FIG. 7 (c) illustrates the consequent part "C is Small" of the control rule (1).
いま、dは距離であり、Δdは単位時間当りの距離偏
差であるから、Δdはdのメンバシップ関数に依存する
ことになる。第7図(a)において、dのメンバシップ
関数とルール(1)に従った“Big"のメンバシップ関数
との交点のメンバシップ値μ(α1)が最大値となり、
ブレーキの踏み度合いCはこのμ(α1)からルール
(1)に従って、第7図(c)に示すような範囲(斜線
部)をとる。同様にして、ルール(2)に従ってCが
“Big"の場合は第7図(f)のようになる。Since d is the distance and Δd is the distance deviation per unit time, Δd depends on the membership function of d. In FIG. 7 (a), the membership value μ (α 1 ) at the intersection of the membership function of d and the membership function of “Big” according to rule ( 1 ) becomes the maximum value,
The brake depression degree C takes a range (hatched portion) shown in FIG. 7 (c) from this μ (α 1 ) according to the rule (1). Similarly, when C is "Big" according to the rule (2), it becomes as shown in FIG. 7 (f).
こうして得られた第7図(c)と(f)から第7図
(g)が求められ、この傾線部がブレーキの踏み度合い
として算出される。FIG. 7 (g) is obtained from FIGS. 7 (c) and 7 (f) thus obtained, and this inclined portion is calculated as the degree of brake depression.
したがってこの実施例からわかるように、撮像カメラ
の解像度に応じたメンバシップ関数のあいまい度の幅を
用いてブレーキの踏み度合いを適確に求めることができ
る。Therefore, as can be seen from this embodiment, it is possible to accurately obtain the degree of brake depression by using the ambiguity width of the membership function according to the resolution of the image pickup camera.
なお、この実施例においては入力感度の変化するもの
として撮像カメラを用いたが、この考案はこれにとらわ
れるものではなく超音波センサーなどのように入力値に
対する入力感度が変化するものであればどんなものでも
よい。周波数センサーなどでは車速vに応じた感度関数
β(v)を予め設定しておけばよい。In this embodiment, the image pickup camera is used as the one whose input sensitivity changes, but the present invention is not limited to this, and any device that changes the input sensitivity with respect to an input value such as an ultrasonic sensor can be used. It may be one. For a frequency sensor or the like, the sensitivity function β (v) according to the vehicle speed v may be set in advance.
[考案の効果] 以上説明したようにこの考案によれば、入力感度に応
じたあいまい度を考慮した推論を行なうので適確なファ
ジィ制御をおこなうことが出来る。[Advantage of the Invention] As described above, according to the present invention, since the inference is performed in consideration of the ambiguity according to the input sensitivity, the accurate fuzzy control can be performed.
第1図はクレーム対応図、第2図は感度曲線の一例を示
す図、第3図は第2図の感度曲線に対応した入力値での
メンバシップ関数を示す図、第4図は本発明の一実施例
の外観図、第5図(a)は撮像された画像を示す図、第
5図(b)はその解像度曲線を示す図、第6図はd及び
Δdのメンバシップ関数を示す図、第7図は制御量を算
出する方法を示した図、第8図はファジィシステムの入
出力関係を示した図、第9図は三角形のメンバシップ関
数を示す図である。 1…車両 2…撮像カメラ 3…物体FIG. 1 is a claim correspondence diagram, FIG. 2 is a diagram showing an example of a sensitivity curve, FIG. 3 is a diagram showing a membership function at an input value corresponding to the sensitivity curve of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 (a) is a diagram showing a captured image, FIG. 5 (b) is a diagram showing its resolution curve, and FIG. 6 is a membership function of d and Δd. FIG. 7 is a diagram showing a method of calculating a control amount, FIG. 8 is a diagram showing an input / output relationship of a fuzzy system, and FIG. 9 is a diagram showing a triangular membership function. 1 ... Vehicle 2 ... Imaging camera 3 ... Object
Claims (1)
入力し、入力値の感度を判別する感度判別手段と、 該感度に基づいて推論に用いるあいまい度を選択するあ
いまい度選択手段と、 該あいまい度選択手段により選択されたあいまい度を用
いて、前記入力値をファジィ推論に基づき前記プロセス
制御の制御量として出力するファジィ演算手段と、 を具備することを特徴とするファジィ制御装置。1. A sensitivity discriminating means for inputting information for process control as an input value and discriminating the sensitivity of the input value, and an ambiguity selecting means for selecting an ambiguity used for inference based on the sensitivity, A fuzzy control device comprising: a fuzzy computing means for outputting the input value as a control amount of the process control based on fuzzy inference using the fuzzy degree selected by the fuzzy degree selecting means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3968388U JPH089761Y2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Fuzzy controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3968388U JPH089761Y2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Fuzzy controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01144903U JPH01144903U (en) | 1989-10-05 |
JPH089761Y2 true JPH089761Y2 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=31266179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3968388U Expired - Lifetime JPH089761Y2 (en) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | Fuzzy controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH089761Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5518367B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-06-11 | 守山工業株式会社 | Outer frame of gaming machine |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP3968388U patent/JPH089761Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01144903U (en) | 1989-10-05 |
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