JPH089761Y2 - ファジィ制御装置 - Google Patents
ファジィ制御装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuzzy
- sensitivity
- input
- ambiguity
- input value
- Prior art date
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- Complex Calculations (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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。
る。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
次にこの実施例の作用について説明する。
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）。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
いま、制御ルールを次のように決める。
（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" 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。
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。
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。
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。
次に出力までの処理は以下のようにおこなう。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
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
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
Claims (1)
- 【請求項１】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、 を具備することを特徴とするファジィ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3968388U JPH089761Y2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ファジィ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3968388U JPH089761Y2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ファジィ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144903U JPH01144903U (ja) | 1989-10-05 |
| JPH089761Y2 true JPH089761Y2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=31266179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3968388U Expired - Lifetime JPH089761Y2 (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | ファジィ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089761Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5518367B2 (ja) * | 2009-05-14 | 2014-06-11 | 守山工業株式会社 | 遊技機の外枠 |
-
1988
- 1988-03-28 JP JP3968388U patent/JPH089761Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01144903U (ja) | 1989-10-05 |
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