ứng dụng fuzzy logic điều khiển đèn giao thông + sourcecode

giải quyết bài toán bằng logic mờ3.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG Một đèn giao thông được điều khiển theo kiểu logic mờ sử dụng các cảm biến sensor đếm xe thay cho các bộ cảm biến

HỆ SUY DIỄN MỜ

Ứng dụng logic mờ trong việc

Điều khiển đèn giao thông

Giảng viên hướng dẫn:

Ths.Trương Hải Bằng

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Anh Duy - 12520103

Nội dung

• 1 Bài toán thực tế

• 2 Hướng giải quyết

• 3 Giải quyết bài toán bằng logic mờ

• 4 Cài đặt trên Matlab

• 5 Thử nghiệm

• 6 Tài liệu tham khảo

• 7 Demo

1 Bài toán thực tế

Giám sát và điều khiển giao thông thành phố trở thành một vấn đề chính trong nhiều quốc gia Với lượng xe cộ tăng nhanh trên các đường phố chúng ta cần phải tìm ra một cách

để giải quyết vấn đề này, đó là phát triển con đường mới và hệ thống xe điện trên không ở trung tâm thành phố, xây dựng các vòng xoay, các cầu vượt, cầu bộ hành v.v và phát triển các hệ thống kiểm soát và điều khiển giao thông tinh vi.

2 hướng giải quyết

Việc hiện thực một hệ thống điều khiển đèn giao thông thông minh sử dụng công nghệ logic mờ có khả năng hiện thực sự thông minh như con người trong việc điều khiển đèn giao thông là rất cần thiết

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG

Một đèn giao thông được điều khiển theo kiểu logic mờ sử dụng các cảm biến (sensor) đếm xe thay cho các

bộ cảm biến trạng thái gần chỉ cho biết sự hiện diện của các xe Việc đếm xe cung cấp cho bộ điều khiển mật

độ giao thông trên các nhánh đường và cho phép đánh giá tốt nhất khi dạng giao thông thay đổi Khi sự phân bổ giao thông thay đổi bất thường, bộ điều khiển mờ có thể thay đổi đèn tín hiệu một cách phù hợp.

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG

H1.Cấu trúc tổng quát của hệ thống điều khiển đèn giao

• Traffic Lights Interface: Cột đèn giao thông.

• Fuzzy Logic Controller: Bộ điều khiển logic mờ

• State machine: máy trạng thái

Có hai cảm biến điện từ đặt trên mỗi nhánh đường Cảm biến thứ nhất nằm sau mỗi đèn giao thông đếm số

xe qua đèn giao thông, cảm biến thứ hai đặt sau cảm biến thứ nhất đếm số xe đi tới giao lộ tại vị trí cách đèn một khoảng là D Số xe được xác định bởi sự chênh lệch của việc đọc giá trị giữa hai cảm biến Đây là hằng số cho các

hệ thống điều khiển theo quy ước đặt một cảm biến trạng thái gần trước mỗi đèn giao thông và chỉ có thể thấy được sự hiện diện của một xe đang đợi tại giao lộ, không phải là số xe đang đợi tại đèn điều khiển giao thông Khoảng cách D giữa hai cảm biến được xác định phù hợp với kiểu dòng giao thông tại giao lộ cụ thể Bộ điều khiển logic mờ chịu trách nhiệm kiểm soát độ dài thời gian của đèn xanh phù hợp với tình trạng giao thông

Máy trạng thái điều khiển chuỗi trạng thái mà bộ điều khiển giao thông logic mờ sẽ thực hiện Có một trạng thái cho mỗi giai đoạn của đèn giao thông Có một trạng thái mặc định xảy ra khi phát hiện

ra không có xe đến Trạng thái mặc định này tương ứng với thời gian đèn xanh cho một đường đến cụ thể, thông thường là đường đến chính Trong chuỗi trạng thái, một trạng thái có thể bị bỏ qua nếu

không có xe chờ cho một đường đến tương ứng

Thiết kế các tiêu chuẩn và các ràng buộc

Trong việc phát triển hệ thống điều khiển đèn giao thông logic mờ, những giả định sau đây sẽ được thực hiện:

i) Chỗ giao nhau là một giao lộ 4 đường với giao thông đến từ các hướng bắc, tây, nam và đông;

ii) Khi giao thông từ bắc và nam di chuyển, thì giao thông từ tây và đông dừng và ngược lại;

iii) Rẽ trái và rẽ phải không được xem xét tới;

iv) Bộ điều khiển logic mờ sẽ theo dõi mật độ giao thông bắc và nam từ một phía và giao thông tây đông từ một phía

v) Giả sử nhánh đường đông tây là đường đến chính;

vi) Thời gian nhỏ nhất và lớn nhất của đèn xanh là 2 giây và 20 giây

Một bộ điều khiển giao thông logic mờ được thiết kế cho giao lộ bốn đường độc lập: bắc, nam, đông, tây như trình bày trong H.2

H2 Đầu ra mô phỏng của giao lộ hệ thống

Input:

• Số xe xếp hàng

• Số xe đến

output:

• thời gian đèn xanh

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

Các biến cho arrival, queue và extension

Các hàm thành viên

• Hàm thành viên cho biến mờ Arrival:

 

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

 

 

 

Các hàm thành viên

• Hàm thành viên cho biến mờ Queue:

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

 

 

 

 

Các hàm thành viên

• Hàm thành viên cho biến mờ Extension:

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

 

 

 

 

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

Các luật mờ: ta có thể biểu diễn các luật mờ dưới dạng ma trận như hình bên dưới

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

Sau khi có đầu ra mờ bộ giải mờ sẽ biến chúng thành đầu ra rõ

 

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

3 giải quyết bài toán bằng logic mờ

3.2 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG LOGIC MỜ

4 Cài đặt trên matlab

5.thử nghiệm

6.Tài liệu tham khảo

[1] Kok Khiang Tan, Marzuki Khalid and Rubiyah Yusof, INTELLIGENT TRAFFIC LIGHTS CONTROL

BY FUZZY LOGIC, Artificial Intelligence Center - Universiti Teknologi Malaysia

[2] Luận văn thạc sĩ khoa học CNTT – Đỗ Thành Vi Ngân - Ứng dụng logic mờ giải bài toán điều khiển đèn giao thông

7.Demo