/** ファジィ制御による自動車自動制御プログラム
 *  ゴール手前100m地点で静止状態から始め、ゴールにぴったりと止める。
 * (c)2009 マッキン ケネス
 */
public class FuzzyCar {
    double x=-100; //ゴール手前100mからスタート
    double speed=0;//初期速度 0m/s
    double accel=0;//初期加速 0m/s^2
    int LOOP=200;//200秒繰り返す

    public static void main(String[] args){
	FuzzyCar f=new FuzzyCar();
	//f.test(); //ファジィメンバシップ関数表示
	f.start();  //ファジィ制御
    }

    //ファジィ制御開始
    void start(){
	System.out.println("x, speed, accel"); //出力用ラベル
	System.out.println(x+","+speed+","+accel); //初期状態表示
	
	for(int i=0; i<LOOP; i++){
	    //Rule1 IF 車が手前 AND 遅い -> 加速(out1)
	    //Rule2 IF 車が手前 AND 前進が速い -> そのまま(out2)
	    //Rule3 IF 車が手前 AND 後退が速い -> 多く加速(out3)
	    //Rule4 IF 車が近い AND 遅い -> そのまま(out4)
	    //Rule5 IF 車が近い AND 前進が速い -> 少し減速(out5)
	    //Rule6 IF 車が近い AND 後退が速い -> 少し加速(out6)
	    //Rule7 IF 車が行き過ぎ AND 遅い -> 減速(out7)
	    //Rule8 IF 車が行き過ぎ AND 前進が速い -> 多く減速(out8)
	    //Rule9 IF 車が行き過ぎ AND 後退が速い -> そのまま(out9)

	    double rule1 = AND(fuzzySetL(x),fuzzySetC(speed));
	    double rule2 = AND(fuzzySetL(x),fuzzySetR(speed));
	    double rule3 = AND(fuzzySetL(x),fuzzySetL(speed));
	    double rule4 = AND(fuzzySetC(x),fuzzySetC(speed));
	    double rule5 = AND(fuzzySetC(x),fuzzySetR(speed));
	    double rule6 = AND(fuzzySetC(x),fuzzySetL(speed));
	    double rule7 = AND(fuzzySetR(x),fuzzySetC(speed));
	    double rule8 = AND(fuzzySetR(x),fuzzySetR(speed));
	    double rule9 = AND(fuzzySetR(x),fuzzySetL(speed));

	    //ファジィルールのシングルトン後件部
	    double out1 = 2.0;  //Rule1後件部 加速
	    double out2 = 0.0;  //Rule2後件部 そのまま
	    double out3 = 10.0; //Rule3後件部 多く加速
	    double out4 = 0.0;  //Rule4後件部 そのまま
	    double out5 = -1.0; //Rule5後件部 少し減速
	    double out6 = 1.0;  //Rule6後件部 少し加速
	    double out7 = -2.0; //Rule7後件部 減速
	    double out8 = -10.0;//Rule8後件部 多く減速
	    double out9 = 0.0;  //Rule9後件部 そのまま

	    //簡略化推論法による重心計算(平均を取る)
	    accel = ((rule1*out1) + (rule2*out2) + (rule3*out3) + (rule4*out4) + (rule5*out5) + (rule6*out6) + (rule7*out7) + (rule8*out8) + (rule9*out9)) / (rule1 + rule2 + rule3 + rule4 + rule5 + rule6 + rule7 + rule8 + rule9);

	    speed=speed+accel; //現在の速度に加速を加算
	    x=x+speed;  //現在の位置に速度を加算

	    System.out.println(x+","+speed+","+accel); //現在位置を表示
	}
    }

    //ファジィメンバシップ関数(CENTER)
    double fuzzySetC(double value){ //近い, 遅い: 0を中心とした山
	double grade=1.0;
	if(value<=-100 || value>=100){
	    grade=0.0;
	}else if(value>0){
	    grade=((value-100.0)/-100.0);
	}else if(value<=0){
	    grade=((value+100.0)/100.0);
	}
	return grade;
    }

    //ファジィメンバシップ関数(LEFT)
    double fuzzySetL(double value){ // 手前,速いバック:-100を頂点の坂
	double grade=0.0;
	if(value<=-100){
	    grade=1.0;
	}else if(value<0){
	    grade=(value/-100.0);
	}else if(value>=0){
	    grade=0.0;
	}
	return grade;
    }

    //ファジィメンバシップ関数(RIGHT)
    double fuzzySetR(double value){ // 行き過ぎ,速い前進:+100を頂点の坂
	double grade=0.0;
	if(value>=100){
	    grade=1.0;
	}else if(value>0){
	    grade=(value/100.0);
	}else if(value<=0){
	    grade=0.0;
	}
	return grade;
    }

    //ファジィ論理積(AND)
    double AND(double a, double b){
	double and;
	if(a < b){
	    and = a;
	}else{
	    and = b;
	}
	return and;
    }

    //ファジィメンバシップ関数を表示するためのメソッド
    void test(){
	System.out.println("fuzzySetL");
	for(int i=-100;i<=100;i++){
	    System.out.print(fuzzySetL(i)+",");
	}
	System.out.println();
	System.out.println("fuzzySetC");
	for(int i=-100;i<=100;i++){
	    System.out.print(fuzzySetC(i)+",");
	}
	System.out.println();
	System.out.println("fuzzySetR");
	for(int i=-100;i<=100;i++){
	    System.out.print(fuzzySetR(i)+",");
	}
	System.out.println();
    }

}