DE69322016T2

DE69322016T2 - Gerät und Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen und Anwendung von Verfahren und Gerät zur Generierung von Fuzzy-Inferenzen

Info

Publication number: DE69322016T2
Application number: DE69322016T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu C/O Intellectual Property Center Shimokaiinji Nagaokakyo-Shi Kyoto 617 Ishida; Akira C/O Intellectual Property Center Shimokaiinji Nagaokakyo-Shi Kyoto 617 Okumura
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Cufer Asset Ltd LLC
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1999-07-15
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH0675772A; US5402525A; DE69322016D1; EP0584825B1; EP0584825A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung:

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen.

Beschreibung des Standes der Technik:

Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Einstellung von Zugehörigkeitsfunktionen wird zunächst eine Eingangsvariable (charakteristische Achse), die zur Ausführung einer Fuzzy-Schlußfolgerung geeignet ist, ausgewählt, wonach der Benutzer eine Zugehörigkeitsfunktion anhand einer Verteilung von Eingangswerten, die sich auf diese Eingangsvariable beziehen, erstellt.
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren der Einstellung einer Zughörigkeitsfunktion kann die Zugehörigkeitsfunktion nur erzeugt werden, wenn der Benutzer ein Fachmann oder Techniker mit ausreichendem Wissen ist. Dies bedeutet, daß der allgemeine Benutzer eine Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung nicht verwenden kann oder die Verwendung der Vorrichtung schwierig findet. Insbesondere ist es im Hinblick auf die Tatsache, daß die Eingangsvariablenauswahl schwierig ist, es auch schwierig, eine Verteilung von Eingangsdaten zu gewinnen, die als Basis einer Zugehörigkeitsfunktion dient.
In einem Fall beispielsweise, wo "Geschmack" ausgewertet wird, ist es oftmals völlig unbekannt, ob Süße allein die Eingangsvariable (charakteristische Achse) sein sollte, ob andere Faktoren, wie Farbe und Wassergehalt, auch berücksichtigt werden sollten, und ebenso ist die Beziehung zwischen Geschmack und Süße, Farbe und Feuchtigkeit oftmals völlig unbekannt.
Aus WO-A-9200562 (deren Inhalt zusätzlich in EP-A-0537350 veröffentlicht ist) ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen bekannt. Eingangssignale werden an mehre ren Zeitpunkten während eines bestimmten Zeitintervalls unter Verwendung einer Vorrichtung (32) zum Herausziehen von Daten in diesem Zeitintervall abgetastet. Die abgetasteten Werte der Eingangssignale werden in einer Zugehörigkeitsfunktionserzeugungseinheit (33) Sprachwerten zugeordnet, die durch eine Sprachwertspeichereinheit (32) vorgesehen werden. Die Sprachwerte werden von einer Anzahl von Experten gegeben und geben Bereiche der abgetasteten Werte an. Durch statistische Verarbeitung (Mittelwert, Standardabweichung) der Anzahl von angegebenen Bereichen werden Zugehörigkeitsfunktionen erzeugt, die die entgültige Verteilung der herausgezogenen Daten darstellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit welchen Zugehörigkeitsfunktionen einfach eingestellt werden können, auch wenn der Benutzer kein Experte bzw. Fachmann ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorstehende Aufgabe gelöst, indem eine Vorrichtung zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen vorgesehen wird, welche erste Eingabemittel zur Eingabe objektiver numerischer Daten betreffend ein Objekt zusammen mit Indentifikationscodes dieser Daten, erste Speichermittel zur Speicherung, in Korrelation zu den Indentifikationscodes, der mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten, zweite Eingabemittel zur Eingabe von Ergebnissen einer subjektiven Beurteilung betreffend das Objekt, wobei diese Ergebnisse als Vergleichsdaten dargestellt unter Verwendung der Identifikationscodes der mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten eingegeben werden, zweite Speichermittel zur Speicherung der mit den zweiten Eingabemitteln eingegebenen Vergleichsdaten, Auswertemittel zur Zuordnung von Auswertewerten in Entsprechung zu den Identifikationscodes nach Maßgabe einer Rangfolge beruhend auf den in den zweiten Speichermitteln gespeicherten Vergleichsdaten, Mittel zur Erzeugung eines Histogramms durch Anordnen der numerischen Daten, die in den ersten Speichermitteln gespeichert worden sind, auf einer horizontalen Achse gemäß den numerischen Werten und zum Auftragen, längs einer vertikalen Achse, der Auswertewerte, die so zugeordnet sind, daß sie den zu den numerischen Daten gehörigen Identifikationscodes entsprechen, Beurteilungsmittel zur Beurteilung, ob das mit den Histogrammeerzeugungsmitteln erzeugte Histogramm als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktion geeignet ist, und Zugehörigkeitsfunktionserzeugungsmittel zur Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion beruhend auf einem durch die Beurteilungsmittel als geeignet beurteilten Histogramm aufweist.
Es gibt zahlreiche Datenidentifikationscodes. In einem Fall, wo Objekte eine Anzahl körperlicher Objekte des gleichen Typs sind, würden die Identifikationsnummern der Objekte Identifikationscodes der Daten sein. Wenn ein Objekt ein Einzelobjekt oder eine Einzelvorrichtung ist und eine Folge von Daten im Laufe der Zeit gewonnen wird, würden die Zeiten, zu denen die Daten gewonnen werden, die Identifikationscodes der zu diesen Zeiten gewonnenen Daten sein. In jedem Fall werden die Identifikationscodes als Mittel zur Zuordnung der mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten zu den mit den zweiten Eingabemitteln in Entsprechung zu den numerischen Daten eingegebenen Vergleichsdaten verwendet. Die Identifikationscodes werden verwendet, um die mit den zweiten Eingabemitteln eingegebenen Vergleichsdaten auszudrücken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die ersten Eingabemittel eine Anzahl von Sensoren zur Durchführung von Messungen in Bezug auf Eigenschaften einer Anzahl von Objekten. In diesem Fall erzeugen die Histogrammerzeugungsmittel ein Histogramm für jeden mit der Anzahl von Sensoren gewonnenen Datenposten.
In einem Fall, wo eine Anzahl von ersten Eingabemitteln vorgesehen ist, wie in der Weise der oben erwähnten Sensoren, kann eine Anzahl von zweite Eingabemitteln in Entsprechung zu betreffenden der Anzahl der ersten Eingabemittel zur Eingabe der Ergebnisse subjektiver Beurteilung, die sich auf die mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten beziehen, vorgesehen sein. Die Histogrammerzeugungsmittel erzeugen in diesem Fall das Histogramm beruhend auf wechselseitig entsprechenden Eingangsdaten von den ersten Eingabemitteln und Vergleichsdaten von den zweiten Eingabemitteln.
In einem Fall, wo eine Anzahl von ersten Eingabemitteln vorgesehen ist, kann die Vorrichtung ferner mit Mitteln zur Erzeugung synthetisierter numerischer Daten beruhend auf wenigstens zwei Arten von numerisch eingegebenen Werten von der Anzahl von ersten Eingabemitteln vorgesehen sein. Die Histogrammerzeugungsmittel erzeugen auch ein Histogramm unter Verwendung der synthetisierten numerischen Daten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorstehende Aufgabe gelöst, indem ein Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen vorgesehen wird, welches die Schritte des Eingebens objektiver numerischer Daten betreffend ein Objekt zusammen mit Identifikationscodes dieser Daten, Speicherns, in Korrelation zu den Identifikationscodes, der eingegebenen numerischen Daten, Eingebens von Ergebnissen einer subjektiven Beurteilung betreffend das Objekt, wobei diese Ergebnisse als Vergleichsdaten eingegeben werden, die unter Verwendung der Identifikationscode der eingegebenen numerischen Daten dargestellt werden, Speicherns der eingegebenen Vergleichsdaten unter Zuordnung von Auswertewerten in Entsprechung zu den Identifikationscodes gemäß einer Rangfolge beruhend auf den Vergleichsdaten, Erzeugens eines Histogramms durch Anordnen der numerischen Daten auf einer horizontalen Achse gemäß den numerischen Werten und Auftragens, längs einer vertikalen Achse, der Auswertewerte, die so zugeordnet sind, daß sie den Identifikationscodes, die zu den numerischen Daten gehören, entsprechen, Beurteilens, ob das erzeugte Histogramm als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktion geeignet ist, und Erzeugens einer Zugehörigkeitsfunktion beruhend auf einem als geeignet beurteilten Histogramm aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird allein durch Eingaben der numerischen Daten an den ersten Eingabemitteln und Eingeben einer subjektiven Bewertung in Bezug auf diese numerischen Daten an den zweiten Eingabemitteln beurteilt, ob die eingegebenen numerischen Daten einer Eingangsvariablen bzw. charakteristischen Achse entsprechen, die für die Ausbildung einer Zugehörigkeitsfunktion geeignet ist. Wenn die eingegebenen numerischen Daten als geeignet beurteilt worden sind, wird eine Zugehörigkeitsfunktion automatisch gemäß den eingegebenen Daten erzeugt. Demgemäß können Zugehörigkeitsfunktionen ohne Schwierigkeiten selbst durch einen allgemeinen Benutzer, der kein Experte oder hochgradiger Fachmann ist, eingestellt werden.
Die so erzeugten Zugehörigkeitsfunktionen werden in einer. Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung und einem Fuzzy-Schlußfolgerungsverfahren verwendet. Die Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung bewirkt Zugehörigkeitsgradberechnungsmittel, bei welchen betreffende einer Anzahl von Zugehörigkeitsfunktionen, die mit der oben beschriebenen Vorrichtung zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen erzeugt worden sind, zur Berechnung von Zugehörigkeitsgraden von Daten, welche von entsprechenden Sensoren her ankommen, in den Zugehörigkeitsfunktionen eingestellt werden, sowie Synthetisierungsoperationsmittel zur Durchführung einer bestimmten Synthetisierungsoperation in Bezug auf eine Anzahl von Zugehörigkeitsgraden, die von den Zugehörigkeitsgradberechnungsmitteln erhalten worden sind, und Erzeugung einer Schlußfolgerungsausgabe.
Ein Fuzzy-Schlußfolgerungsverfahren umfaßt die Schritte des Einstellens betreffender einer Anzahl von nach dem oben beschriebenen Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen erzeugten Zugehörigkeitsfunktionen, Berechnens von Zugehörigkeitsgraddaten, die von entsprechenden Sensoren eingehen, in den Zugehörigkeitsfunktionen, Durchführens einer bestimmten Synthetisierungsoperation in Bezug auf eine Anzahl von erhaltenen Zugehörigkeitsgraden, und Erzeugens einer Schlußfolgerungsausgabe.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile über alle Figuren hinweg bezeichnen, vorgenommenen Beschreibung deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den elektrischen Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen veranschaulicht;
Fig. 2a, 2b, 2c und 2d sind Graphen, die jeweils ein Beispiel eines Histogramms zur Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion, eine Fig. 2a entsprechende Funktion, ein Beispiel einer Funktion, die für die Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion ungeeignet ist, und eine Zugehörigkeitsfunktion, die beruhend auf der Funktion der Fig. 2b erzeugt worden ist, veranschlichen; und
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, welches den elektrischen Aufbau einer Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den elektrischen Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen zeigt.
Eine Zugehörigkeitsfunktion in dieser Ausführungsform dient zur Auswertung der Fuzzy-Sprachinformation "Geschmack". Durch welche Faktoren (Eigenschaften) der "Geschmack" von Früchten oder anderen Nahrungsmitteln (Subjekten) ausgewertet werden sollte, ist nicht gut bekannt. Dementsprechend werden gegenwär tig Süße (Zuckerniveau) Wassergehalt und Farbe ausgewählt. Ein Süßesensor (ein Zuckerniveaumeßgerät beispielsweise) 11, ein Wassergehaltsensor 12 und ein Farbsensor 13 werden zum Abfühlen von Süße, Wassergehalt bzw. Farbe vorgesehen. Beispielsweise wird eine große Anzahl von Früchten (die Objekte), nämlich Orangen, bereitgestellt, wobei jeder eine andere Identifikationsnummer Di (i = 1, 2,3, ...) zugeordnet wird.
Ein Mensch (der Benutzer) kostet eine Orange, deren Identifikationsnummer Di ist, und eine Orange, deren Identifikationsnummer Dj ist, und beurteilt dann, welche "geschmackvoller" ist. Wenngleich diese Beurteilung eine subjektive ist, ist es mit einem solchen Subjektivismus möglich, eine Vergleichsbeurteilung in Bezug darauf, welche "geschmackvoller" ist, durchzuführen. Eine Eingabeeinheit (etwa eine Tastatur 15) ist vorgesehen, um das Resultat der vom Benutzer vorgenommenen Vergleichsbeurteilung einzugeben. Wenn der Benutzer entscheidet, daß die Orange Di geschmackvoller als die Orange Dj ist, gibt der Benutzer die Daten DI > Dj an der Eingabeeinheit 15 ein. Wenn beide Orangen gleich geschmackvoll sind, gibt der Benutzer Di = Dj ein.
In Bezug auf die Orange mit der Identifikationsnummer Di werden vom Süßesensor 11 abgefühlte Süßedaten (Zuckerniveau) Ai, vom Wassergehaltsensor 12 abgefühlte Wassergehaltsdaten (Prozentsatz des Wassergehalts) Cl und vom Farbsensor (13) abgefühlte Farbkomponentendaten Ri, Gi, Bi der Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) eingegeben und in einer Speichervorrichtung (z. B. einem RAM oder Plattenspeicher) 31 in Korrelation zur Identfikationsnummer Di gespeichert. Die Identifikationsnummer Di würde an der Eingabeeinheit 15 oder an irgendeiner anderen Eingabevorrichtung eingegeben. Die Vergleichsdaten (Di > Dj, Di < Dj oder Di = Dj), die den Vergleich zwischen der Orange Di und der anderen Orange Dj (z. B. einer unmittelbar vor der Orange Di gekosteten Orange) angeben, werden ebenfalls in der Speichervorrichtung 31 gespeichert.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Eingangsdatenkombinier einheit 14 vorgesehen. Die Kombiniereinheit 14 wählt wenigstens zwei Posten von Eingangsdaten aus den von den Sensoren 11, 12 und 13 gewonnenen Eingangsdaten aus und unterwirft die ausgewählten Eingangsdaten einer vorgegebenen Operation zur Erzeugung synthetisierter Daten Mi. Die auszuwählenden Eingangsdaten und das Verfahren der Operationen auf den Daten sind vorgegeben. Beispielsweise wird das Produkt aus den Süßedaten Ai und Wassergehaltsdaten Cl berechnet und das Ergebnis als die synthetisierten Daten Mi angenommen. Anders ausgedrückt ist Mi = Ai Ci.
Wenn die Eingabe der alle vorab bereitgestellten Objekte (die Orangen) betreffenden Daten abgeschlossen ist, bringt eine Auswerteeinheit 32 alle Objekte (Identifikationsnummern) beruhend auf den in der Speichervorrichtung 31 gespeicherten Beurteilung in eine Rangfolge und ordnet Auswertewerte den Objekten zu. Das Anordnen in einer Rangfolge wird folgendermaßen unter. Verwendung von Ungleichheitszeichen betreffend die eingegebenen Vergleichsergebnisse durchgeführt:
... D1 > D3 > D2 > ... > Di > ... > D4 ...
Es gibt verschiedene Methoden der Zuordnung von Auswertewerte, die einfachste Methode ist aber die Zuweisung von numerischen Werten von 0 bis 100 in gleichen Abständen. Wenn 51 Objekte vorhanden sind, wird 100 dem in der Rangfolge am weitesten links stehenden Objekt, wie oben ausgeführt, zugeordnet, 0 dem rechtesten Objekt zugeordnet und die Auswertewerte 98, 96, 94, ... 6, 4, 2 werden den Objekten zwischen diesen beiden aufeinanderfolgend beginnend an der linken Seite zugeordnet. Jede Methode der Zuordnung der Auswertewerte ist ausreichend, solange die zugeordneten Auswertewerte gemäß der Folge, die sich aus der Reihung ergibt, aufeinanderfolgend größer oder kleiner werden. Eine Histogrammerzeugungseinheit 33 erzeugt ein Histogramm für jede Art von Daten unter Verwendung der einzelnen mit den Sensoren 11 bis 13 abgefühlten Daten und der synthetisierten Daten und der von der Auswerteeinheit 32 gelieferten Auswertewerte. Im einzelnen erzeugt die Einheit 33 ein Histogramm durch Anordnen der Daten längs seiner horizontalen Achse gemäß numerischen Werten, diese Daten dargestellt werden, und Auftragen für den Identifikationsnummern der Daten zugeordneten Auswertewerte längs einer vertikalen Achse. Fig. 2a veranschaulicht ein Beispiel eines Histogramms betreffend Süße. Die durch den Süßesensor 11 abgefühlten Daten Ai werden längs der horizontalen Achse angeordnet, und die von der Auswerteeinheit 32 vorgesehenen entsprechenden Auswertewerte werden längs der vertikalen Achse aufgetragen.
Eine Beurteilungseinheit 34 erzeugt eine Funktion durch Verbinden der Maxima der Balkengraphen in dem durch die Histogrammerzeugungseinheit 33 erzeugten Histogramm und stellt fest, ob diese Funktion als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktion geeignet ist. Fig. 2b veranschaulicht eine anhand des Histogramms der Fig. 2a erzeugte Funktion.
Es gibt viele Kriterien zur Beurteilung, ob eine Funktion dieser Art als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktion geeignet ist. Beispielsweise kann eine Beurteilung davon abhängig gemacht werden, ob eine anhand eines Histogramms erzeugte Funktion ein einziges Maximum besitzt. Eine Funktion mit zwei oder mehr Maxima würde als ungeeignet beurteilt werden. Ferner kann die Varianz um einen Maximalwert einer anhand eines Histogramms erzeugten Funktion aufgefunden werden, und wenn die Varianz kleiner als ein bestimmter Wert ist, kann die Funktion als geeignet für die Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion beurteilt werden. Wenn die Veränderlichkeit als größer als ein bestimmter Wert gefunden wird, dann würde die Funktion als ungeeignet beurteilt werden. Die in Fig. 2b dargestellte Funktion wird als geeignet als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktionserzeugung beurteilt werden. Eine Funktion betreffend die in Fig. 2c gezeigten Daten der Farbkomponente R würde als ungeeignet als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktionserzeugung beurteilt werden.
Ein Zugehörigkeitsfunktionsgenerator 35 generiert eine Zugehörigkeitsfunktion beruhend auf der Funktion, die von der Beurteilungseinheit 34 als geeignet beurteilt worden ist. Die Generierung der Zugehörigkeitsfunktion wird durch Normierung der oben erwähnten Funktion über einen Bereich von 0 bis 1 durchgeführt. Fig. 2d veranschaulicht eine beruhend auf der in der Fig. 2b gezeigten Funktion erzeugte Zugehörigkeitsfunktion. Bei dieser Ausführungsform werden Vergleichsdaten betreffend den Gesamt-"Geschmack" durch die Eingabeeinheit 15 geliefert. Es ist jedoch zulässig, "Geschmack in Bezug auf Süße", "Geschmack unter dem Gesichtspunkt der Saftigkeit" und "Grad, in dem die Orange unter dem Gesichtspunkt der äußeren Farbe geschmackvoll erscheint" für jeden Datenposten von den Sensoren 11 bis 13 einzugeben. In diesem Fall würde das Histogramm unter Verwendung der für jeden Posten von Sensordaten vorgesehenen. Vergleichsdaten und der Sensordaten, die diesen Vergleichsdaten entsprechen, wie etwa durch Erzeugung eines einzelnen Histogramms anhand der Daten des Sensors 11 und der Vergleichsdaten von "Geschmack in Bezug auf Süße", erzeugt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Einheit 32, 33, 34, 35 vorzugsweise durch einen Rechner oder einen Teil desselben, der so programmiert ist, daß er die Verarbeitungsoperationen dieser Einheiten durchführt, verwirklicht ist.
Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel einer Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung, welche Fuzzy-Schlußfolgerung bezüglich "Geschmack" unter Verwendung einer Zugehörigkeitsfunktion, die in der oben beschriebenen Weise erzeugt worden ist, durchführt.
Eine in Fig. 3 gezeigte Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung 20 ist mit einer Anzahl von Zugehörigkeitsgradsoperationsschaltungen 21, 22, 24, 25, 26 versehen, die auf erzeugte Zugehörigkeitsfunktionen betreffend Süße, Wassergehalt, Farbsensordaten G, B und synthetisierte Daten voreingestellt worden sind. Eine Zugehörigkeitsgradoperationsschaltung ist nicht für Daten, in Bezug auf welche eine Zugehörigkeitsfunktion nicht erzeugt wird, wie im Falle der Rotkomponentendaten R, vorgesehen.
In Bezug auf ein Objekt, dessen "Geschmack" unbekannt ist, werden Süße, Wassergehalt und die Daten der Farbkomponenten G, B, die vom Süßesensor 11, Wassergehaltsensor 12, bzw. Farbsensor 13 abgefühlt worden sind, auf die Zugehörigkeitsgradsoperationsschaltungen 21, 22, 24 bzw. 25 der Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung 20 gegeben. Synthetisierte Daten, die von der Kombiniereinheit 14 beruhend auf den Daten für Süße, Wassergehalt und Farbe (R, G, B) erzeugt worden sind, werden auf die Zugehörigkeitsgradoperationsschaltung 26 gegeben.
Die Zugehörigkeitsgradoperationsschaltungen 21, 22, 24, 25, 26 berechnen die Zugehörigkeitsgrade der Eingangsdaten in den betreffenden Zugehörigkeitsfunktionen, auf welche sie eingestellt worden sind, und geben die Ergebnisse dieser Berechnungen auf die Synthetisierungsoperationsschaltung 27 aus.
Die Synthetisierungoperationsschaltung 27 berechnet den Grad "Geschmack", etwa durch Mitteln der Zugehörigkeitsgrade, die von den Zugehörigkeitsgradsoperationsschaltungen 21, 22, 24, 25, 26 berechnet worden sind, und liefert den Grad an "Geschmack" als ein Ausgangssignal. Beispiele der Operationen, die von der Operationsschaltung 27 durchgeführt werden können, sind Multiplikation, Addition, MAX, Min, etc. Es ist zu beachten, daß die Vorrichtung zur Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen und die Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung, die oben beschrieben worden sind, auch durch einen programmierten Rechner oder durch Kombination von Hardware-Schaltungen verwirklicht sein können.
Da offensichtlich in weitem Maße unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne ihren Bereich zu verlassen, versteht sich, daß sich die Erfindung nicht auf spezielle Ausführungsformen derselben, ausgenommen wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, beschränkt.

Claims

1. Vorrichtung zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen, aufweisend:

erste Eingabemittel (11, 12, 13) zur Eingabe von numerischen Daten, die sich auf physikalische Eigenschaften eines Objekts beziehen, zusammen mit Identifikationscodes für diese numerischen Daten;

erste Speichermittel (31) zur Speicherung, in Korrelation zu den Identifikationscodes, der mit den ersten Eingabemitteln, eingegebenen numerischen Daten;

zweite Eingabemittel (15) zur Eingabe von Resultaten einer subjektiven Beurteilung des Objekts, wobei diese Resultate als Vergleichsbeziehungsdaten unter Verwendung der Identifikationscodes der mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten ausgedrückt werden;

zweite Speichermittel (31) zur Speicherung der mit den zweiten Eingabemitteln eingegebenen Vergleichsbeziehungsdaten;

Auswertemittel (32) zur Zuordnung von Auswertewerten für die durch die Identifikationscodes identifizierten Objekte gemäß einer Rangordnung beruhend auf den in den zweiten Speichermitteln gespeicherten Vergleichsbeziehungsdaten;

Mittel (33) zur Erzeugung eines Histogramms durch Anordnen der numerischen Daten, die in den ersten Speichermitteln gespeichert worden sind, auf einer horizontalen Achse und Auftragen der zugeordneten Auswertewerte längs einer vertikalen Achse;

Beurteilungsmittel (34) zur Beurteilung, ob das mit den Histogrammerzeugungsmitteln erzeugte Histogramm in Bezug auf Konsistenz und Kohärenz als Basis für eine Zugehörigkeitsfunk tion geeignet ist; und

Zugehörigkeitsfunktionserzeugungsmittel (35) zur Erzeugung einer Zugehörigkeitsfunktion beruhend auf einem Histogramm, das mit den Beurteilungsmitteln als geeignet beurteilt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Eingabemittel eine Anzahl von Sensoren (11, 12, 13) zur Durchführung von Messungen in Bezug auf eine Anzahl von Attributen eines Objekts sind und die Histogrammerzeugungsmittel (33) ein Histogramm für jeden der mit der Anzahl von Sensoren gewonnenen Datenposten erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl der ersten Eingabemittel (11, 12, 13) vorgesehen ist, eine Anzahl der zweiten Eingabemittel in Entsprechung zu betreffenden der Anzahl der ersten Eingabemittel zur Eingabe der Resultate der subjektiven Beurteilung, die sich auf die mit den ersten Eingabemitteln eingegebenen numerischen Daten beziehen, vorgesehen ist, und die Histogrammerzeugungsmittel (31) ein Histogramm beruhend auf wechselseitigen entsprechenden Eingabedaten aus den ersten Eingabemitteln und Vergleichsdaten aus den zweiten Eingabemitteln erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl der ersten Eingabemittel vorgesehen ist, Mittel (14) zur Erzeugung synthetisierter numerischer Daten beruhend auf wenigstens zwei Arten von numerischen Eingangsdaten von der Anzahl erster Eingabemittel (11, 12, 13) vorgesehen sind und die Histogrammerzeugungsmittel (33) ein Histogramm unter Verwendung der synthetisierten numerischen Daten erzeugen.

5. Fuzzy-Schlußfolgerungsvorrichtung aufweisend:

Zugehörigkeitsgradoperationsmittel (21-26), in welchen betreffende einer Anzahl von Zugehörigkeitsfunktionen gemäß Anspruch 2 eingestellt werden, zur Berechnung von Zugehörigkeitsgraden von Daten, die von entsprechenden Sensoren ankommen, in den Zugehörigkeitsfunktionen;

Synthetisierungsoperationsmittel (27) zur Durchführung einer vorgeschriebenen Synthetisierungsoperation in Bezug auf eine Anzahl von Zugehörigkeitsgraden, die von den Zugehörigkeitsgradoperationsmitteln gewonnen sind, und Erzeugung einer Schlußfolgerungsausgabe.

6. Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen mit folgenden Verfahrensschritten:

Eingeben (11, 12, 13) von numerischen Daten, die sich auf physikalische Eigenschaften eines Objekts beziehen, zusammen mit Identifikationscodes dieser Daten;

Speichern (31), in Korrelation zu den Identifikationscodes, der eingegebenen numerischen Daten;

Eingeben (15) von Resultaten einer subjektiven Beurteilung des Objekts, wobei diese Ergebnisse als Vergleichsbeziehungsdaten unter Verwendung der Identifikationscodes der eingegebenen numerischen Daten ausgedrückt werden;

Speichern (31) der eingegebenen Vergleichsdaten;

Zuordnen (32) von Auswertewerten in Entsprechung zu den Identifikationscodes gemäß einer auf den Vergleichsbeziehungsdaten beruhenden Rangfolge;

Erzeugen (33) eines Histogramms durch Anordnen der numerischen Daten auf einer horizontalen Achse und Auftragen der zugehörigen Auswertewerte längs einer vertikalen Achse;

Beurteilen (34), ob das erzeugte Histogramm geeignet in Bezug auf Konsistenz und Kohärenz als Basis für eine Zugehörigkeitsfunktion ist; und

Erzeugen einer Zugehörigkeitsfunktion (35) beruhend auf einem als geeignet beurteilten Histogramm.

7. Fuzzy-Schlußfolgerungsverfahren mit folgenden Verfah rensschritten:

Einstellen betreffender einer Anzahl von Zugehörigkeitsfunktionen, die mit dem in Anspruch 6 definierten Verfahren zur automatischen Erzeugung von Zugehörigkeitsfunktionen erzeugt sind;

Berechnen (21-26) von Graden von Zugehörigkeitsdaten, die von entsprechenden Sensoren ankommen, in den Zugehörigkeitsfunktionen; und

Durchführen (27) einer vorgeschriebenen Synthetisierungsoperation in Bezug auf eine Anzahl von gewonnenen Zugehörigkeitsgraden und Erzeugen einer Schlußfolgerungsausgabe.