Mô phỏng hệ thống tự động định vị camere giám sát bằng logic mờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Đề tài : KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN VIỄN THÔNG & TỰ ĐỘNG HÓA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu LOGIC MỜ Giáo viên hướng dẫn : Ths NGUYỄN CHÍ NGÔN Sinh viên thực : BÙI QUANG SƠN Mssv : 1980708 Lớp : Điện tử 01-K24 Tháng 02/2003 Lời mở đầu ************ Trong sống hàng ngày, có nhiều công việc tính toán, chọn lựa giải vấn đề phức tạp khó nắm cách xác Để mô tả công việc đo,ù thông thường người sử dụng từ ngữ chung chung không hoàn toàn xác Chính không hoàn toàn xác ngôn ngữ tự nhiên mà tiến só Lotfi Zadeh đưa Lý thuyết tập mờ (Fuzzy Set Theory) vào năm 1965, tương tự lập luận người việc sử dụng thông tin gần không chắn đưa đònh Lý thuyết xây dựng không để mô tả tính không chắn tính gần công thức toán học cung cấp công cụ xác để giải tính mơ hồ chất nhiều vấn đề Ngược với tính toán cổ điển đòi hỏi tính xác đến phần nhỏ Sử dụng lý thuyết tập mờ làm cho vấn đề tính toán khoa học kỹ thuật phức tạp trước trở nên đơn giản mềm dẻo Lý thuyết tập mờ bao gồm Logic mờ (Fuzzy logic), Phép toán mờ (Fuzzy arithmetic), Lập trình tính toán mờ (Fuzzy mathematical Trungprogramming), tâm Học liệu Thơ @ TàiLýliệu học nghiên cứu TôpĐH ô mờCần (Fuzzy Topology), thuyế t đồ tập họa mờ (Fuzzy graph theory) Phân tích liệu mờ (Fuzzy data analysis) Thuật ngữ Logic mờ hay Fuzzy logic thường sử dụng để mô tả cho tất thuật ngữ Logic mờ tập trung nhiều nhà toán học, khoa học kỹ sư khắp nơi giới Nhưng có lẽ ý nghóa từ “ mờ “ mà lónh vực không ý đến nhiều Mãi đến cuối thập niên 80 đầu thập niên 90, Logic mờ lên trở thành xu chủ đạo khoa học kỹ thuật Logic mờ điều khiển thông số mờ (xấp xỉ, gần đúng) cách có hệ thống, Logic mờ ứng dụng để điều khiển hệ thống phi tuyến, mô hệ thống phức tạp hay hệ thống trước độ xác Và nay, điều khiển tự động sử dụng Logic mờ ứng dụng rộng rãi điều khiển xử lý hóa chất, điều khiển thiết bò sản xuất sản phẩm gia dụng camera, máy giặt, máy điều hòa nhiệt độ, lò vi sóng … Sự kết hợp Logic mờ với mạng Nơron nhân tạo tạo Hệ thống Nơron mờ (Neuro–Fuzzy System) Giải thuật di truyền làm cho việc tạo hệ thống tự động nhận dạng trở nên khả thi Khi tích hợp với khả học hỏi mạng thần kinh nhân tạo giải thuật di truyền, lực suy luận hệ thống mờ đảm nhận vai trò điều khiển trở nên xác độ tin cậy cao Điều khiển mờ (Fuzzy control) đời với sở lý thuyết Lý thuyết tập mờ Logic mờ Ưu điểm kỹ thuật điều khiển mờ không cần biết trước đặc tính đối tượng cách xác, khác với kỹ thuật điều khiển kinh điển hoàn toàn dựa vào thông tin xác tuyệt đối mà nhiều ứng dụng không cần thiết có Đề tài “Mô hệ thống tự động đònh vò canera giám sát logic mờ” ứng dụng Logic mờ điều khiển tự động nói chung camera nói riêng Với mục tiêu nghiên cứu điều khiển mờ mô điều khiển mờ để điều khiển camera giám sát ham muốn tìm hiểu ngành kỹ thuật điều khiển mẻ, em thực việc nghiên cứu lý thuyết mờ mô hệ thống điều khiển mờ Matlab Quá trình thực đề tài em từ zero Logic mờ, nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót, giới hạn đề tài nên chắn không tránh khỏi hạn chế Em mong nhận dẫn góp ý thầy cô bạn để đề tài hoàn chỉnh Cần Thơ, tháng 02 năm 2003 SVTH Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Bùi Quang Sơn ABSTRACT ********** Nowasday, Fuzzy logic is no more strange to many people because it is found in a variety of control applications including chemical process control, in manufacturing, in medicine (for disease diagnosing and treating), in such consumer products as washing machines, video cameras, and automobiles Subject “Using Fuzzy Logic To Simulate The Supervising Camera AutoLocating System” is one of Fuzzy logic applications in auto–controlling in general and camera in particluar The aim of this subject include following steps : + Research fuzzy logic, fuzzy set theory, fuzzy control theory + Build a fuzzy controller to control a supervising camera + Use MatLab – Fuzzy Logic Toolbox to simulate this fuzzy controller The simulating program solves to some extent the aim of the subject is using fuzzy logic to simulate an auto-supervising camera of the limitCần of this subject my knowledge, this subject Trung tâmBecause Học liệu ĐH Thơ @ and Tàilimit liệuof học tập nghiên cứu may be unavoidable having mistakes I hope teachers and friends will offer me advises to make my subject more completely Best regard, Bùi Quang S ơn Lời cảm tạ acdb Trong suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp, với nhiệt tình bảo giáo viên hướng dẫn bảo thầy cô môn Viễn Thông Tự Động Hóa Cùng với kết đạt không khó khăn gặp phải, em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn đến Thầy Nguyễn Chí Ngôn tận tình bảo, hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài truyền đạt cho em nhiều kinh nghiệm quý báu Thầy Nguyễn Hứa Duy Khang nhận lời phản biện, giúp cho đề tài em hoàn chỉnh Các thầy cô Khoa Công Nghệ Thông Tin tạo điều kiện tốt sở vật chất cho em để em thực tốt đề tài Trung tâm Học liệucùĐH Thơ @nhTài inghiên Và sau ng tôCần i xin châ n cảmliệu ơn đếhọc n nhữtập ng ngườ bạn cứu góp ý cho để hoàn chỉnh đề tài Xin chân thành cảm ơn Cần Thơ, tháng 02 năm 2003 Bùi Quang Sơn MỤC LỤC ******* Trang Chương I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I–1 Chương II LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ II–1 II.1 GIỚI THIỆU VỀ LOGIC MỜ II–2 II.2 BIẾN NGÔN NGỮ VÀ GIÁ TRỊ BIẾN NGÔN NGỮ II–7 II.3 LUẬT HP THÀNH MỜ II–9 II.4 GIẢI MỜ II–29 II.5 ỨNG DỤNG LOGIC MỜ TRONG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG II–33 II.6 KẾT LUẬN VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ II–39 Chương MÔliệu PHỎĐH NG Cần BỘ ĐIỀ U KHIỂ N MỜ III–1 cứu Trung tâm III Học Thơ @ Tài liệu học tập nghiên III.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH CAMERA GIÁM SÁT III–2 III.2 MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ BẰNG SIMULINK III–8 III.3 MÔ PHỎNG BẰNG ĐỒ HỌA KẾT HP VỚI SIMULINK III–11 Chương IV KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN IV–1 PHỤ LỤC i PHỤ LỤC : GIỚI THIỆU VỀ MATLAB FUZZY TOOLBOX VÀ CÁCH TẠO MỘT FILE *.FIS ii PHỤ LỤC : CÁC THAM SỐ CỦA QUÁ TRÌNG MÔ PHỎNG xiii PHỤ LỤC : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG ĐỒ HỌA xix TÀI LIỆU THAM KHẢO TÓM TẮT I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài “Mô hệ thống tự động đònh vò camera giám sát logic mờ” ứng dụng Logic mờ điều khiển tự động Đây đề tài nghiên cứu Bộ môn Viễn Thông Tự Động Hóa – Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Cần Thơ II MỤC TIÊU VÀ GIẢI PHÁP Mục tiêu : Ø Mục tiêu đề tài tìm hiểu Logic mờ, nghiên cứu điều khiển mờ Ø Xây dựng điều khiển mờ tương đối hoàn chỉnh để điều khiển hệ thống đònh vò camera giám sát (một camera theo dõi tự động) Ø Mô điều khiển phần mềm chuyên dụng Giải pháp thực : a) Mô hình cụ thể : Trung tâm Học liệu ĐH @ Tàin mờ liệu học tập nghiên cứu Vò trí Cần Thơ Bộ điề u khiể Xử lý ảnh Capture sau T(s) đối tượng Góc quay Vò trí camera Camera Delay T(s) Lấy vò trí camera Khung nhìn Mục tiêu đề tài xây dựng điều khiển mờ mô điều khiển mờ b) Xây dựng điều khiển mờ : i) Đònh nghóa biến vào miền giá trò chúng : Bộ điều khiển mờ xây dựng gồm hai biến ngôn ngữ đầu vào biến ngôn ngữ đầu Biến ngôn ngữ vào bao gồm : – vitridt : vò trí đối tượng so với khung nhìn camera, có miền giá trò từ –3 đến (m) (giả sử độ rộng khung nhìn 6m) – vitricam : vò trí camera so với vò trí đối tượng (vò trí cũ camera), có miền giá trò từ –pi/10 đến pi/10 (rad) Biến ngôn ngữ đầu : – gocquay : góc quay camera (vò trí camera), có miền giá trò từ –pi/10 đến pi/10 (rad) ii) Xác đònh tập mờ (giá trò ngôn ngữ) Xác đònh số lượng giá trò ngôn ngữ : Mỗi biến ngôn ngữ có giá trò mờ Giá trò ngôn ngữ biến vitridt : trai, hoitrai, giua, hoiphai, phai Giá trò ngôn ngữ biến vitricam : trai, hoitrai, giua, hoiphai, phai Giá trò ngôn ngữ biến gocquay : trai, hoitrai, codinh, hoiphai, phai Xác đònh hàm liên thuộc (membership function) rời rạc hóa hàm liên thuộc Hàm liên thuộc sử dụng hàm liên thuộc tam giác (triangle membership function – trimf) Trung Học Thơ Mô tâm hình cá c hàmliệu liên ĐH thuộcCần sau : @ Tài liệu học tập nghiên cứu µvitridt trai hoitrai giua hoiphai phai vitridt(m) -4.5 -3 -1.5 1.5 4.5 µvitricam trai hoitrai giua hoiphai phai vitricam(rad) -0.4712 -pi/10 -0.1571 0.1571 pi/10 0.4712 µgocquay trai hoitrai codinh hoiphai phai gocquay(rad) -0.4712 -pi/10 -0.1571 0.1571 pi/10 0.4712 iii) Xây dựng luật điều khiển : Ta biểu diễn luật điều khiển dạng ma trận sau : vitricam trai hoitrai giua hoiphai Phai trai codinh hoitrai trai X X hoitrai hoiphai codinh hoitrai trai X giua phai hoiphai codinh hoitrai trai hoiphai X phai hoiphai codinh hoitrai phai X X phai hoiphai codinh vitridt Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Ta thấy rõ có 19 luật tổng số 25 khả phối hợp thích ứng với nguyên tắc điều khiển góc quay camera Các luật điều khiển thiết lập dựa mệnh đề hợp thành với hai điều kiện kết luận Ví dụ : NẾU vitridt = trai VÀ vitricam = trai THÌ gocquay = codinh, HOẶC NẾU vitridt = hoitrai VÀ vitricam = giua THÌ gocquay = hoitrai, HOẶC iv) Chọn luật hợp thành phương pháp giải mờ : Luật hợp thành Luật hợp thành R chọn luật hợp thành max-MIN Phương pháp giải mờ Phương pháp giải mờ chọn phương pháp điểm trọng tâm y' hoành độ điểm trọng tâm y ’ c) Mô điều khiển mờ : y i) Mô điều khiển mờ simulink : Mô hình simulink : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ Tác dụng khối : – Khối Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer có tác dụng giả lập điều khiển mờ – Khối Sine Wave có tác dụng giả lập vò trí đối tượng – Khối Unit Delay có tác dụng giả lập vò trí cũ camera Khốhọc i Scope dùnvà g để xem đápcứu ứng @ Tài –liệu tập nghiên output gocquay so với hai input vitridt vitricam Kết mô : vitridt vitricam gocquay ii) Mô điều khiển mờ đồ họa kết hợp với simulink : Mô hình simulink : MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Trong có input vitridt vitricam output gocquay Luật hợp thành có tên camera xây dựng theo nguyên tắc Mamdani quy tắc hợp thành max–MIN Tổng quát sau : – Kết hợp hai input (2 mệnh đề điều kiện) có phương pháp sau : + Phương pháp And (And method) : xác đònh theo luật lấy + Phương pháp Or (Or method) : xác đònh theo luật lấy max Phương pháp sử dụng phương pháp And – Phép giao (Implication) : xác đònh theo luật lấy – Phép hợp (Aggregation) : xác đònh theo luật lấy max GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN vii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ II.3 Rời rạc hóa hàm liên thuộc biến vào : Các hàm liên thuộc (Membership Function) biến vào xác đònh sau : Hàm liên thuộc biến vitridt : Từ cửa sổ FIS Editor ta click đôi chuột trái vào input vitridt ta cửa sổ Membership Function Editor sau : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Miền xác đònh (Range) vitridt : [-3 3]  µ trai     µ hoitrai  Có hàm liên thuộc : vitridt =  µ giua     µ hoiphai   µ   phai  GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN viii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Hàm liên thuộc biến vitricam : Từ cửa sổ Membership Function Editor click chuột trái vào input vitricam ta : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Miền xác đònh (Range) vitricam : [–pi/10 pi/10] = [–0.3142 0.3142]  µ trai     µ hoitrai  Có hàm liên thuộc : vitricam =  µ giua     µ hoiphai   µ   phai  GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN ix SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Hàm liên thuộc biến gocquay : Từ cửa sổ Membership Function Editor click chuột trái vào ouput gocquay ta : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Miền xác đònh (Range) gocquay : [–pi/10 pi/10] = [–0.3142 0.3142]  µ trai     µ hoitrai  Có hàm liên thuộc : gocquay =  µ codinh     µ hoiphai   µ   phai  GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN x SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ II.4 Xây dựng mệnh đề hợp thành : Từ cửa sổ FIS Editor click đôi vào ô camera(mamdani) ta : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Các mệnh đề hợp thành xác đònh sau : If vitridt is and vitricam is then gocquay is Ví dụ : để xác đònh mệnh đề hợp thành R1 NẾU vitridt = trai VÀ vitricam = trai THÌ gocquay = codinh Tức : If vitridt is trai and vitricam is trai Then gocquay is codinh Ta làm sau : – Tại ô vitridt chọn : trai – Tại ô vitricam chọn : trai – Tại ô gocquay chọn : codinh GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xi SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Sau chọn xong, click vào nút Add rule ta mệnh đề hợp thành Các mệnh đề hợp thành lại xác đònh tương tự Khi xây dựng xong tất 19 mệnh đề hợp thành ta : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Sau hoàn thành công việc xây dựng mệnh đề hợp thành coi hoàn thành công việc xây dựng file *.fis Lưu lại file GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ PHỤ LỤC II CÁC THAM SỐ CỦA QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG Trong trình mô việc đặt trước tham số khối trước mô quan trọng ảnh hưởng đến trình mô Các tham số khối file camera.mdl : Trước mô cần đặt lại tham số mô sau : từ menu file camera.mdl chọn Simulation → Simulation Parameters gõ Ctrl E sau chọn cửa sổ Solver đặt tham số sau : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Khối Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xiii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Khối Sine Wave Khối Unit Delay Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Khối Scope : tham số GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xiv SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Các tham số file scamera.mdl Simulation Parameters : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Khối Unit Delay : GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xv SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Khối From Workspace : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Khối To Workspace : GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xvi SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Khối Fuzzy Logic Controller : * Lưu ý : Trước chạy chương trình mô cần phải load trước file camera.fis câu lệnh sau : PreLoadFcn “camera=readfis(‘camera.fis’);” câu lệnh đặt file scamera.mdl dạng text trí câu lệnh đặt sau : TrungVòtâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Mở cửa sổ M-file editor để sau mở file scamera.mdl File dạng text sau : % Vị trí bắt đầu file Model { Name Version "scamera" % Tên file 4.00 SampleTimeColors off LibraryLinkDisplay "none" WideLines off ShowLineDimensions off ShowPortDataTypes off RecordCoverage off CovPath "/" CovSaveName "covdata" CovNameIncrementing off CovHtmlReporting on BlockNameDataTip off BlockParametersDataTip off BlockDescriptionStringDataTip GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN off xvii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ ToolBar on StatusBar on BrowserShowLibraryLinks off BrowserLookUnderMasks off % Đây vị trí đặt câu lệnh PreLoadFcn " camera = readfis('camera.fis'); " % Thường đặt trước dòng Created "Fri Dec 06 20:04:57 2002" UpdateHistory "UpdateHistoryNever" ModifiedByFormat "%" LastModifiedBy "Quang Son" ModifiedDateFormat "%" LastModifiedDate "Fri Jan 03 00:04:18 2003" ModelVersionFormat "1.%" ConfigurationManager "none" SimParamPage "Solver" StartTime "0.0" StopTime "0" Trung tâmSolverMode Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu "Auto" Solver "FixedStepDiscrete" ………………………………………………… ………………………………………………… % Các câu l ệnh lại file ………………………………………………… Line { SrcBlock "Unit Delay" SrcPort Points [-75, 0; 0, -90] DstBlock "Mux" DstPort } Annotation { Position Text [120, 144] "vitricam" } } } % Kết thúc file GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xviii SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ PHỤ LỤC III CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG ĐỒ HỌA Để mô phỏng, từ cửa sổ lệnh MatLab ta gõ : » luanvan ↵ Ta giao diện giới thiệu sau : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Ấn CLOSE để đóng giao diện Ấn CONTINUE để tiếp tục chương trình mô GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xix SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Khi ấn CONTINUE ta có giao diện mô sau : Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập nghiên cứu Ấn BEGIN để bắt đầu mô Ấn PAUSE để tạm dừng mô (ấn phím bàn phím để tiếp tục chương trình) Ấn CLOSE để kết thúc chương trình VỊ TRÍ ĐỐI TƯNG : cho biết vò trí đối tượng so với khung nhìn camera Khung nhìn : từ –3 (cực trái) đến (cực phải) VỊ TRÍ ĐỐI TƯNG KHI LẤY MẪU : cho biết vò trí đối tượng lúc lấy mẫu, mẫu dùng để xét vò trí đối tượng dùng để mô GÓC QUAY (rad) : góc quay camera, góc quay đưa góc quay so với vò trí cũ camera GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xx SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Các file sử dụng để mô : TÊN FILE luanvan.m CHỨC NĂNG Giao diện giới thiệu Chức : – Ấn CLOSE để thoát khỏi chương trình mô – Ấn CONTINUE để tiếp tục chương trình mô (giao diện mô phỏng) Start_Sim.m Giao diện mô Chức : – Ấn BEGIN để bắt đầu mô – Ấn PAUSE để tạm dừng mô Nhấn phím để tiếp tục – Ấn CLOSE để kết thúc mô Init_Sim.m Khởi tạo vò trí đối tượng giao diện mô Main_Sim.m Chương trình mô m điề@ u khiể camera quay i bánghiên m theo đốcứu i Trung RotateLeft.m tâm Học liệu ĐH CầnHàThơ Tàin liệu học tậptrávà tượng RotateRight.m Hàm điều khiển camera quay phải bám theo đối tượng Stable.m Hàm điều khiển camera cố đònh thời gian lấy mẫu đối tượng hay không di chuyển TurnBack.m Hàm điều khiển camera quay vò trí ban đầu thời gian lấy mẫu không thấy đối tượng GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN xxi SVTH : BÙI QUANG SƠN [...]... SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ I.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài Mô phỏng hệ thống tự động đònh vò camera giám sát bằng logic mờ là một trong những ứng dụng của Logic mờ trong điều khiển tự động Đây là một đề tài mới đang được nghiên cứu của Bộ môn Viễn Thông và Tự Động Hóa – Khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Cần Thơ Đề tài giúp hiểu rõ hơn về lý thuyết tập mờ. .. Fuzzy Logic ToolBox, các chương trình mô phỏng, cách thực hiện một bộ điều khiển mờ GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN I–3 SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Chương II LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN II–1 SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG... hạn của đề tài, và nội dung của đề tài Chương II : LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN MỜ Giới thiệu khái niệm về Logic mờ, lý thuyết về tập mờ, lý thuyết điều khiển mờ và một số bộ điều khiển mờ Chương III : MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ Thực hiện mô phỏng bộ điều khiển mờ của hệ thống tự động đònh vò camera giám sát bằng MatLab–Simulink và mô phỏng bằng đồ họa Chương IV : KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận về... QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Hoạt động của bộ điều khiển mờ như sau : bộ điều khiển mờ sẽ xét xem vò trí tương đối của đối tượng so với khung nhìn của camera và vò trí của camera sau đó sẽ quyết đònh góc quay của camera để camera bám theo đối tượng I.2.2.3 Mô phỏng bộ điều khiển mờ Để mô phỏng bộ điều khiển được xây dựng trên ta sử dụng Fuzzy Logic Toolbox... Hạn chế : – Bộ điều khiển mờ chỉ là một bộ điều khiển mờ cơ bản – Chương trình mô phỏng không thật sự chính xác – Camera chỉ theo dõi được một đối tượng 3 Phương hướng phát triển : – Hoàn chỉnh phần mô phỏng – Phát triển đề tài ứng dụng vào thực tế Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 6 MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Chương I GIỚI THIỆU ĐỀ... QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ a) µA(x) µB(y) x b) y µA(x, y) M×N y µB(x, y) x x M×N y µA∪B(x, y) c) Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài xliệu học tập và nghiên cứu M×N y Hình II–5 Phép hợp hai tập mờ không cùng tập nền: a) Hàm liên thuộc của hai tập mờ A, B b) Đưa hai tập mờ về chung một tập nền M × N c) Hợp hai tập mờ trên tập nền M × N Có hai tập mờ A (tập... trò ngôn ngữ (mỗi phần tử của N) lại được mô tả bằng một tập mờ có tập nền là các miền giá trò vật lý T Biến nhiệt độ t, xác đònh trên miền các giá trò ngôn ngữ N, được gọi là biến ngôn ngữ Do tập nền các tập mờ mô tả giá trò ngôn ngữ của biến ngôn GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN II–8 SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ ngữ nhiệt độ lại chính là tập T các giá... là tìm hiểu về Logic mờ, nghiên cứu về điều khiển mờ, xây dựng được một bộ điều khiển mờ tương đối hoàn chỉnh để điều khiển một hệ thống đònh vò camera giám sát (một camera theo dõi tự động) và mô Trungphỏ tâm Học @mTài liệu ng bộ điềuliệu khiểĐH n nàyCần bằng Thơ phần mề chuyê n dụhọc ng tập và nghiên cứu I.2.2 Giải pháp I.2.2.1 Nghiên cứu về Logic mờ và điều khiển mờ Tìm hiểu về Logic mờ, các thành... cậy của tập mờ F (trên tập nền X), được ký hiệu bởi T là tập con của X thỏa mãn: GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN II–3 SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ T = { x ∈ M | µF(x) = 1} µF(x) 1 0 x Miền tin cậy Miền xác đònh Hình II–3 Miền xác đònh và miền tin cậy của một tập mờ II.1.3 Các phép toán trên tập mờ : II.1.3.1 Phép hợp : Hợp của hai tập mờ A và B có... NẾU χ = A THÌ γ = B như là luật điều khiển của bộ điều khiển mờ một vào một ra (SISO) thì đầu ra sẽ là một giá trò mờ có hàm liên thuộc µB’(y) H mờ GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔNBộ điều khiểnII–16 µA’(x) H R : A⇒B với qui tắc max-MIN µB’(x) µB’(y) SVTH : BÙI QUANG SƠN H giá trò mờ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Hình II–12 Một luật hợp thành có các mệnh đề điều kiện và ... QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ I.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài Mô hệ thống tự động đònh vò camera giám sát logic mờ ứng dụng Logic mờ điều khiển tự động Đây... Fuzzy Logic ToolBox, chương trình mô phỏng, cách thực điều khiển mờ GVHD : Th.s NGUYỄN CHÍ NGÔN I–3 SVTH : BÙI QUANG SƠN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐỊNH VỊ CAMERA GIÁM SÁT BẰNG LOGIC MỜ Chương... KHIỂN MỜ Giới thiệu khái niệm Logic mờ, lý thuyết tập mờ, lý thuyết điều khiển mờ số điều khiển mờ Chương III : MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ Thực mô điều khiển mờ hệ thống tự động đònh vò camera giám