Defuzzyfizierung reimplementiert (2c62c656) · Commits · ERZ / SWE_de.bsvrz.iav.fuzzylib

src/main/java/de/bsvrz/iav/fuzzylib/fuzzylib/FuzzySet.java

+23 −0

Original line number	Diff line number	Diff line
		@@ -112,6 +112,29 @@ public final class FuzzySet {
		return t4;
		}

		/**
		* Berechnet mit Hilfe des Strahlensatzes die Zugehörigkeit eines Terms.
		*
		* <p><img src="doc-files/strahlensatz.png" alt="Strahlensatz"></p>
		*/
		double bestimmeZugehoerigkeit(double wert) {
		if (t1 < wert && wert < t2) {
		double laengeZA = wert - t1;
		double laengeZC = t2 - t1;
		double laengeCD = 1.0;
		return (laengeZA / laengeZC) * laengeCD;
		} else if (t2 <= wert && wert <= t3) {
		return 1.0;
		} else if (t3 < wert && wert < t4) {
		double laengeZA = t4 - wert;
		double laengeZC = t4 - t3;
		double laengeCD = 1.0;
		return (laengeZA / laengeZC) * laengeCD;
		} else {
		return 0.0;
		}
		}

		@Override
		public boolean equals(Object o) {
		if (this == o) return true;

src/main/java/de/bsvrz/iav/fuzzylib/fuzzylib/LinguistischeVariable.java

+46 −25

Original line number	Diff line number	Diff line
		@@ -139,6 +139,11 @@ public final class LinguistischeVariable {
		.collect(Collectors.toList());
		}

		private static Term bestimmeTerm(FuzzySet fuzzySet, double wert) {
		double z = fuzzySet.bestimmeZugehoerigkeit(wert);
		return new Term(fuzzySet.getName(), Zugehoerigkeit.von(z));
		}

		private List<Term> fasseGleicheTermeZusammen(List<Term> terme) {
		List<Term> zusammengefasst = new ArrayList<>();
		for (Term t : terme) {
		@@ -160,32 +165,48 @@ public final class LinguistischeVariable {
		return zusammengefasst;
		}

		/**
		* Berechnet mit Hilfe des Strahlensatzes die Zugehörigkeit eines Terms.
		*
		* <p><img src="doc-files/strahlensatz.png" alt="Strahlensatz"></p>
		*/
		private static Term bestimmeTerm(FuzzySet fuzzySet, double wert) {
		double z = 0.0;
		if (fuzzySet.getT1() < wert && wert < fuzzySet.getT2()) {
		double laengeZA = wert - fuzzySet.getT1();
		double laengeZC = fuzzySet.getT2() - fuzzySet.getT1();
		double laengeCD = 1.0;
		z = (laengeZA / laengeZC) * laengeCD;
		} else if (fuzzySet.getT2() <= wert && wert <= fuzzySet.getT3()) {
		z = 1.0;
		} else if (fuzzySet.getT3() < wert && wert < fuzzySet.getT4()) {
		double laengeZA = fuzzySet.getT4() - wert;
		double laengeZC = fuzzySet.getT4() - fuzzySet.getT3();
		double laengeCD = 1.0;
		z = (laengeZA / laengeZC) * laengeCD;
		}
		return new Term(fuzzySet.getName(), Zugehoerigkeit.von(z));
		}

		public double defuzzyfiziere(FuzzyVariable variable) {
		// TODO Defuzzyfizierung implementieren
		return 0.0;
		List<String> terme = variable.getTerme().stream()
		.filter(t -> t.getZugehoerigkeit().nonNull())
		.map(Term::getName)
		.collect(Collectors.toList());
		terme.retainAll(getTerme());

		List<FuzzySet> fuzzySets = getFuzzySets().stream()
		.filter(fs -> terme.contains(fs.getName()))
		.filter(fs -> variable.gibTerm(fs.getName()).getZugehoerigkeit().getWert() > 0)
		.sorted(Comparator.comparingDouble(FuzzySet::getT1))
		.collect(Collectors.toList());
		double min = fuzzySets.stream()
		.mapToDouble(FuzzySet::getT1)
		.min()
		.getAsDouble();
		double max = fuzzySets.stream()
		.mapToDouble(FuzzySet::getT4)
		.max()
		.getAsDouble();

		double minSchrittweite = 0.5;
		int maxAnzahlStuetzpunkte = 100;
		int anzahlStuetzpunkte = (int) Math.min((max - min) / minSchrittweite, maxAnzahlStuetzpunkte);

		double a = 0;
		double l = 0;
		for (int i = 0; i <= anzahlStuetzpunkte; i++) {
		double stuetzpunkt = min + i * (max - min) / anzahlStuetzpunkte;
		double zugehoerigkeit = Double.NEGATIVE_INFINITY;
		for (FuzzySet fs : fuzzySets) {
		double zugehoerigkeitFuzzySet = fs.bestimmeZugehoerigkeit(stuetzpunkt);
		double zugehoerigkeitTerm = variable.gibTerm(fs.getName()).getZugehoerigkeit().getWert();
		double z = Math.min(zugehoerigkeitFuzzySet, zugehoerigkeitTerm);
		if (z > zugehoerigkeit) {
		zugehoerigkeit = z;
		}
		}
		a += stuetzpunkt * zugehoerigkeit;
		l += zugehoerigkeit;
		}
		return a / l;
		}

		@Override

src/test/java/de/bsvrz/iav/fuzzylib/fuzzylib/LinguistischeVariableTests.java

+19 −29

Original line number	Diff line number	Diff line
		@@ -186,51 +186,41 @@ public class LinguistischeVariableTests {
		}

		@Test
		@Ignore("Defuzzyfizierung noch nicht implementiert")
		public void defuzzyfiziere_Normalfall() {
		LinguistischeVariable linguistischeVariable = erzeugeLinguistischeVariable();
		public void defuzzyfiziere_BeispielWikipedia_FuzzyRegler() {
		LinguistischeVariable linguistischeVariable = new LinguistischeVariable(
		"x",
		new Wertebereich(4, 36),
		FuzzySet.abfallendeRampe("a", 4, 8, 16),
		FuzzySet.dreieck("b", 8, 16, 24),
		FuzzySet.dreieck("c", 16, 24, 32),
		FuzzySet.aufsteigendeRampe("d", 24, 32, 36)
		);

		double wert = linguistischeVariable.defuzzyfiziere(
		new FuzzyVariable("Geschwindigkeit",
		new Term("niedrig", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("mittel", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("hoch", Zugehoerigkeit.von(0.0))
		new FuzzyVariable("x",
		new Term("a", Zugehoerigkeit.von(0.0)),
		new Term("b", Zugehoerigkeit.von(0.15)),
		new Term("c", Zugehoerigkeit.von(0.75)),
		new Term("d", Zugehoerigkeit.von(0.0))
		)
		);

		assertEquals(25.0, wert, 0.001);
		assertEquals(22.43, wert, 0.01);
		}

		@Test
		@Ignore("Defuzzyfizierung noch nicht implementiert")
		public void defuzzyfiziere_FalscheVariable_Ausnahmefehler() {
		exception.expect(IllegalArgumentException.class);
		exception.expectMessage("Die Namen der linguistischen Variable und der Fuzzy-Variable stimmen nicht überein.");
		public void defuzzyfiziere_Normalfall() {
		LinguistischeVariable linguistischeVariable = erzeugeLinguistischeVariable();

		linguistischeVariable.defuzzyfiziere(
		new FuzzyVariable("Verkehrsdichte",
		double wert = linguistischeVariable.defuzzyfiziere(
		new FuzzyVariable("Geschwindigkeit",
		new Term("niedrig", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("mittel", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("hoch", Zugehoerigkeit.von(0.0))
		)
		);
		}

		@Test
		@Ignore("Defuzzyfizierung noch nicht implementiert")
		public void defuzzyfiziere_FalscherTerm_Ausnahmefehler() {
		exception.expect(IllegalArgumentException.class);
		exception.expectMessage("Die linguistische Variable und die Fuzzy-Variable haben verschiedene Terme.");
		LinguistischeVariable linguistischeVariable = erzeugeLinguistischeVariable();

		linguistischeVariable.defuzzyfiziere(
		new FuzzyVariable("Geschwindigkeit",
		new Term("langsam", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("mittel", Zugehoerigkeit.von(0.5)),
		new Term("hoch", Zugehoerigkeit.von(0.0))
		)
		);
		assertEquals(41.04, wert, 0.01);
		}

		@Test