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APLICAÇÕES DA LÓGICA FUZZY

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APLICAÇÕES DA LÓGICA FUZZY

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1- EXEMPLOS• Controles industriais.• Produtos de consumo: geladeiras, ar condicionado,

Filmadoras, máquinas fotográficas, máquinas de lavar roupas, aspirador de pó, TV, etc.

• Indústria automotiva : injeção eletrônica, suspensão ativa, freios.

• Elevadores (Hitachi, Toshiba)• Veículos autoguiados e robôs móveis (IBM,

NASA)• Ventilações de túneis urbanos (Toshiba)• Controle de tráfego urbano• Controle de parada e partida de trens de metrô

(Sendai. Tokio).

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2- Exemplos comerciais de sucesso

• Máquina de lavar: distinguem a sujeira das roupas e o tipo de tecido, para então determinar automaticamente as necessidades de água, detergente e potência.

• Aspirador de pó: capazes de identificar não apenas a sujeira, mas também a quantidade de pó no chão e variar a pressão da sucção em função disso.

• Câmeras de vídeo: geram imagens “limpas” eliminando os efeitos distorcidos causados pela imperícia do cinegrafista e objetos em movimento.

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• Aparelhos condicionadores de ar: variam a intensidade da operação dependendo do número de pessoas presentes no ambiente, mantendo a temperatura homogênea constantemente. O sistema fuzzy possui, para esse controle, 25 regras de aquecimento e 25 de refrescamento, aquece e esfria 5 vezes mais rápido e economiza 24% em potência.

• Câmeras fotográficas: utilizada para medir claridade das imagens, zoom e determinar o focus.

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APLICAÇÕES DE LÓGICA FUZZY EM EQUIPAMENTOS

DE PROCESSAMENTO DE IMAGENS

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Câmeras Fotográficas

1 - AUTOFOCUS (CANON Inc.)• Regras de Fuzzy : análise de cerca de 300 fotos

feitas por oito pessoas.• Introdução de 3 pontos no campo de visão• Distância entre os pontos são medidas

• Localização e o relacionamento entre os pontos, a lógica fuzzy decide onde o focus desejado deve ficar.

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•Melhoria na taxa de focus de 73,6% para 96,5%

•microcontrolador de 4 bit com 500 byte de memória.

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2 - AUTOFOCUS (Minolta.)

• Necessário localizar o objeto principal• O sistema fuzzy usa 6 informações que são

obtidas pelo processamento de saídas de 4 sensores de focus, informação de lentes e um sensor que detecta a posição da câmera.

• Sete regras fuzzy, obtidas em análise de 1000 fotos, determinam a localização do objeto principal para foca-lo.

• Com a adição da lógica fuzzy há uma melhora de 15% no focus.

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3- AUTOEXPOSIÇÃO (Minolta.)

• Lógica fuzzy é usada para determinar o valor da exposição e a melhor combinação de abertura e velocidade do disparador.

• Usa valores de brilho obtidos de 14 posições no campo de visão e a posição do objeto principal (que é determinada pelo mecanismo de autofocus).

• O valor de exposição é determinado por três modelos de inferência fuzzy.

• O Primeiro sistema fuzzy usa a diferença de brilho entre o objeto principal e o fundo para medir a quantidade de brilho presente.

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• O Segundo sistema fuzzy decide se a exposição é para ser focada somente no objeto principal ou na cena toda.

• O Terceiro sistema fuzzy usa a saída desses 2 modelos fuzzy e então calcula o valor final da exposição.

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CÂMERAS FILMADORAS (SANYO)

• Divide a cena em um conjunto de valores 8 X 8.• Esses valores são utilizadas para realizar a

automação dos componentes.

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1- AUTOFOCUS

• Sistema fuzzy usa vários sinais : sinal de brilho no centro da figura (região 1+2), informação de zoom, etc

• O sistema fuzzy tem 21 regras e decide a área do focus e a direção do focus.

• Por exemplo, uma das regras pode ser :

SE a diferença de brilho na área central é grande E o zoom esta próximo da cena ENTÃO y = 0.8, onde y é o grau em que a área central contribui na determinação do focus.

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2 - AUTOEXPOSIÇÃO

• decide o valor da exposição avaliando o sinal de brilho de 6 regiões no campo de visão (denotado por Vi ,1 < i < 6) e

associando a eles diferentes pesos .• Há 11 regras fuzzy, e a jth regra produz uma combinação

linear do valor do brilho denotado por:

Ej = wj1 v1 + wj1 v1 + wj2 v2 + ...+ wj6 v6  

• onde wji é o peso dado para o brilho na área i.

• Cada regra tem um conjunto diferente de pesos.• Em caso de luz forte a regra pode ser: SE valor máximo

Vi é Grande E o brilho médio é baixo ENTÃO esses Vi

que são menores que a média são dados grandes pesos.

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Estabilização de Imagens para Filmadoras (Matsushita Eletric)

• problema : filmar enquanto caminha ou filmar de um veículo.

• lógica fuzzy é usada para determinar se o movimento da imagem é devido às mãos, ou devido ao objeto sendo filmado.

• As entradas do sistema fuzzy são 4 vetores de movimento, cada uma das quatro regiões em que a imagem foi dividida, mais as suas taxas de mudança.

• Cada área é dividida em 30 pequenas áreas.

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• Dois frames sucessivos são comparados para computar os valores da diferença espacial para cada área.

• Essas diferenças são somadas sobre as 30 áreas em uma região para produzir uma diferença Ri para a

região i e para cada região, um vetor deslocamento resulta no menor valor de Ri. Esse deslocamento

mínimo é o vetor movimento Vi para cada região.

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• A lógica fuzzy usa os valores Vi como entrada para detectar tremor nas mãos.

• Quando as mãos tremem e não há movimento do objeto, então o mínimo Ri é quase zero.

• Se há um pequeno movimento do objeto na imagem e a mão esta firme então, a área correspondente ao movimento do objeto tem um valor de diferença especial que é diferente das áreas ao redor. Contudo os valores Ri são pequenos.

• Quando há movimento da mão e movimento do objeto, então o mínimo Ri é maior do que no caso de não ter movimento do objeto.

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• Uma regra usada poderia ser:• SE os 4 vetores movimentos são paralelos E seus

tempos diferenciais são pequenos ENTÃO esta ocorrendo tremor nas mãos e a direção do tremor é a direção do vetor movimento.

• Uma vez que a direção do tremor é conhecida, o frame no buffer é deslocado na direção oposta do movimento, tal que a estabilização é executada.

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EQUIPAMENTOS DE TELEVISÃO

• O sistema fuzzy controla contraste, brilho e nitidez. • Os parâmetros de entrada são o brilho ambiente na sala

e a distância entre o telespectador e a televisão. • O brilho da sala é calculado pelo sensor de luz,

fornecendo um valor de 1 a 8.• A distância do telespectador é calculada pela

localização do controle remoto.• Uma regra pode ser : SE a sala esta levemente clara E

o telespectador esta longe, ENTÃO a imagem será nítida e clara

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FIM