HW2: Assignment 2 added

.gitmodules

@@ -1,3 +1,6 @@
 [submodule "Work 1/report/AUThReport"]
 	path = Work 1/report/AUThReport
 	url = ssh://git@git.hoo2.net:222/hoo2/AUThReport.git
+[submodule "Work 2/report/AUThReport"]
+	path = Work 2/report/AUThReport
+	url = ssh://git@git.hoo2.net:222/hoo2/AUThReport.git

Work 1/report/Work1_report.tex

@@ -48,7 +48,7 @@
 %\CoAuthorMail{xxx@ece.auth.gr}
 
 \DocTitle{Εργασία 1}
-\DocSubTitle{Έλεγχος γωνίας προσανατολισμού δορυφόρου με ασαφείς ελεγκτές}
+\DocSubTitle{Έλεγχος γωνίας προσανατολισμού δορυφόρου - Σειρά 15}
 
 \Department{Τμήμα ΗΜΜΥ. Τομέας Ηλεκτρονικής}
 \ClassName{Ασαφή Συστήματα (Υπολογιστική Νοημοσύνη)}
@@ -87,7 +87,7 @@
 
 \section{Εισαγωγή}
 
-Στην εργασία αυτή εξετάζεται ο έλεγχος του συστήματος
+Στην εργασία αυτή (Σειρά 15), εξετάζεται ο έλεγχος του συστήματος
 $G_p(s)=\frac{10}{(s+1)(s+9)}$
 με δύο προσεγγίσεις: (i) κλασικός PI και (ii) ασαφής ελεγκτής τύπου Fuzzy–PI (Mamdani).
 Στόχος είναι η ικανοποίηση προδιαγραφών μεταβατικής απόκρισης (υπερύψωση, χρόνος ανόδου/αποκατάστασης) και η σύγκριση της ικανότητας παρακολούθησης αναφορών.

Work 2/report/.gitignore

@@ -0,0 +1,6 @@
+# LaTeX auxiliary files
+*.aux
+*.log
+*.out
+*.synctex.gz
+

Work 2/report/AUThReport

@@ -0,0 +1 @@
+Subproject commit 74ec4b5f6c66382e5f1b6d2e6930897e4ed53ea6

Work 2/report/Work2_report.tex

@@ -0,0 +1,209 @@
+%
+% !TEX TS-program = xelatex
+% !TEX encoding   = UTF-8 Unicode
+% !TEX spellcheck = el-GR
+%
+% Fuzzy Systems Assignment 2
+%
+% Requires compilation with pdfLaTeX or XeLaTeX
+%
+% authors:
+%   Χρήστος Χουτουρίδης ΑΕΜ 8997
+%   cchoutou@ece.auth.gr
+
+% Options:
+%
+% 1) mainlang=<language>
+%    Default:  english
+%    Set the default language of the document which affects hyphenations,
+%    localization (section, dates, etc...)
+%
+%    example: \documentclass[mainlang=greek]{AUThReport}
+%
+% 2) <language>
+%    Add hyphenation and typesetting support for other languages
+%    Currently supports: english, greek, german, frenc
+%
+%    example: \documentclass[english, greek]{AUThReport}
+%
+% 3) short: Requests a shorter title for the document
+%    Default: no short
+%
+%    example: \documentclass[short]{AUThReport}
+%
+\documentclass[a4paper, 11pt, mainlang=greek, english]{AUThReport/AUThReport}
+
+\CurrentDate{\today}
+
+% Greek report document setup suggestions
+%---------------------------------
+% \WorkGroup{Ομάδα Χ}
+
+\AuthorName{Χρήστος Χουτουρίδης}
+\AuthorAEM{8997}
+\AuthorMail{cchoutou@ece.auth.gr}
+
+%\CoAuthorName{Όνομα Επίθετο}
+%\CoAuthorAEM{1234}
+%\CoAuthorMail{xxx@ece.auth.gr}
+
+\DocTitle{Εργασία 2}
+\DocSubTitle{Car Control - Σειρά 3}
+
+\Department{Τμήμα ΗΜΜΥ. Τομέας Ηλεκτρονικής}
+\ClassName{Ασαφή Συστήματα (Υπολογιστική Νοημοσύνη)}
+
+\InstructorName{Θεοχάρης Ιωάννης}
+\InstructorMail{theochar@ece.auth.gr}
+
+\CoInstructorName{Χαδουλός Χρήστος}
+\CoInstructorMail{christgc@auth.gr}
+
+
+\usepackage{float}
+\usepackage{minted}
+\usepackage{xcolor} %
+\usepackage{amsmath, amssymb, amsfonts}
+\usepackage{diagbox}
+%\usepackage{tabular}
+
+\setminted[cpp]{
+	fontsize=\small,
+	breaklines,
+	autogobble,
+	baselinestretch=1.1,
+	tabsize=2,
+	numbersep=8pt,
+	gobble=0
+}
+
+\newcommand{\repo}{https://git.hoo2.net/hoo2/FuzzySystems/src/branch/master/Work\%202}
+
+\begin{document}
+
+% Request a title page or header
+\InsertTitle
+%\InsertTitle[img/background.png][0.8\textwidth][2cm]
+
+\section{Εισαγωγή}
+
+Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκε και αξιολογήθηκε ένας \textbf{ελεγκτής ασαφούς λογικής (FLC)} τύπου Mamdani για το πρόβλημα \textit{Car Control} (Σειρά~3). Το όχημα κινείται σε επίπεδο με \emph{σκαλοπάτια}/εμπόδια και στόχος είναι να ακολουθεί μια ασφαλή τροχιά, λαμβάνοντας ως πληροφορία μόνο τις \emph{αποστάσεις από τα εμπόδια} και τον \emph{προσανατολισμό} του.
+
+Ο ελεγκτής υλοποιεί κανόνες της μορφής
+\[
+	\text{IF } d_V \text{ is } \{S,M,L\} \text{ AND } d_H \text{ is } \{S,M,L\} \text{ AND } \theta \text{ is } \{N,ZE,P\} \text{ THEN } \Delta\theta \text{ is } \{N,ZE,P\},
+\]
+με τελεστές $ \mathrm{AND}:\min $, $ \mathrm{OR}:\max $, συνεπαγωγή $\min$, σύνθεση/συσσώρευση $\mathrm{sum}$ και αποασαφοποίηση $\mathrm{centroid}$ (COA), όπως ζητείται.
+
+Η ανάπτυξη έγινε σε \textit{MATLAB}.
+Το FIS δημιουργήθηκε μέσω του \textit{Fuzzy Logic Designer} (GUI) και αποθηκεύτηκε σε αρχείο \texttt{.fis}.
+Η προσομοίωση της κίνησης και η παραγωγή των αποτελεσμάτων έγιναν προγραμματιστικά.
+
+
+\subsection{Παραδοτέα}
+Τα παραδοτέα της εργασίας αποτελούνται από:
+\begin{itemize}
+	\item Την παρούσα αναφορά.
+	\item Τον κατάλογο \textbf{source}, με τον κώδικα της matlab.
+	\item Το \href{\repo}{σύνδεσμο με το αποθετήριο} που περιέχει τον κώδικα της matlab καθώς και αυτόν της αναφοράς.
+\end{itemize}
+
+\section{Υλοποίηση}
+Πριν τη στοχοθετημένη αξιολόγηση, περιγράφεται συνοπτικά η αρχιτεκτονική της υλοποίησης.
+Στόχος μας ήταν ένα \emph{αυτοτελές} σενάριο προσομοίωσης που να συνδυάζει:
+\begin{itemize}
+	\item Ένα "νοητό" περιβάλλον με σκαλοπάτια/τοίχους
+	\item Την κινηματική του οχήματος
+	\item Τον ασαφή ελεγκτή.
+\end{itemize}
+
+Στο σχήμα \ref{fig:fcl_surface} φαίνεται το περιβάλλον της εργασίας.
+\InsertFigure{!ht}{0.65}{fig:fcl_surface}{img/Terain.png}{Απεικόνιση του περιβάλλοντος με σκιασμένες περιοχές.}
+
+Για να διατηρηθεί καθαρή διεπαφή, το περιβάλλον και η κινηματική ενσωματώθηκαν σε δύο βοηθητικές συναρτήσεις, ενώ ο ελεγκτής ορίστηκε σε ανεξάρτητη συνάρτηση/αντικείμενο FIS.
+Η προσομοίωση εκτελείται από ένα κύριο script που διακρητοποιεί τον χρόνο, τροφοδοτεί τον ελεγκτή με μετρήσεις και ενημερώνει την κατάσταση.
+
+\subsection{\texttt{wallDistance}}
+
+Η \texttt{wallDistance($corners,x,y$)} υλοποιεί τον ``αισθητήρα'' του περιβάλλοντος.
+Δεδομένων των \emph{γωνιών} που ορίζουν τα σκαλοπάτια (πίνακας \texttt{corners} με σημεία $(x_i, y_i)$), υπολογίζει:
+\begin{itemize}
+	\item $d_h$: την \emph{οριζόντια} απόσταση μέχρι τον επόμενο τοίχο στα δεξιά του οχήματος ($x$-διεύθυνση),
+	\item $d_v$: την \emph{κάθετη} απόσταση μέχρι τον πλησιέστερο ``πάτο'' κάτω από το όχημα ($y$-διεύθυνση).
+\end{itemize}
+Ο αλγόριθμος ταξινομεί κατάλληλα τα \texttt{corners} (με \texttt{sortrows}) και επιλέγει τα \emph{ενεργά} τμήματα τοίχων ανάλογα με την τρέχουσα θέση $(x,y)$.
+Τιμές $d_h,d_v \le 0$ αντιστοιχούν σε σύγκρουση, ενώ $\infty$ δηλώνει απουσία τοίχου προς την εξεταζόμενη κατεύθυνση.
+Οι μετρήσεις κατόπιν \emph{κορεσμού} $[0,1]$ χρησιμοποιούνται αυτούσιες ως είσοδοι του FIS, όπως ορίζει η εκφώνηση.
+
+\subsection{\texttt{moveCar}}
+Η \texttt{moveCar($x,y,\theta,\Delta\theta$)} υλοποιεί τη στοιχειώδη κινηματική: πρώτα εφαρμόζεται η διόρθωση γωνίας $\theta \leftarrow \theta+\Delta\theta$, έπειτα ενημερώνεται η θέση
+\[
+	x \leftarrow x + v\,T_s \cos(\theta), \quad
+	y \leftarrow y + v\,T_s \sin(\theta),
+\]
+με σταθερό μέτρο ταχύτητας $v$ και περίοδο δειγματοληψίας $T_s$.
+Η γωνία χρησιμοποιείται σε \emph{μοίρες} ώστε να είναι συμβατή με τα διαστήματα της εκφώνησης.
+
+\subsection{\texttt{carFLC}}
+Ο ασαφής ελεγκτής είναι Mamdani με:
+\begin{itemize}
+	\item \textbf{Εισόδους:} $d_h\in[0,1]$, $d_v\in[0,1]$, $\theta\in[-180,180]$ (μοίρες).
+	\item \textbf{Έξοδο:} $\Delta\theta\in[-130,130]$ (μοίρες).
+\end{itemize}
+Για $d_h,d_v$ χρησιμοποιούνται τριγωνικές MF $\{S,M,L\}$, ενώ για $\theta$ και $\Delta\theta$ οι MF $\{N,ZE,P\}$ όπως δίνονται στην εκφώνηση.
+Οι τελεστές είναι:
+\[
+	\mathrm{AND}=\min,\quad \mathrm{OR}=\max,\quad \mathrm{Implication}=\min,\quad
+	\mathrm{Aggregation}=\mathrm{sum},\quad \mathrm{Defuzzification}=\mathrm{centroid}.
+\]
+Το \texttt{.fis} δημιουργήθηκε με το \emph{Fuzzy Logic Designer} και αποθηκεύτηκε ως \texttt{CarFLC.fis}.
+Στο σχήμα \ref{fig:fcl_rules} φαίνεται ένα στηγμιότηπο με τους κανόνες που χρησιμοποιήθηκαν για τον ελεγκτή.
+Δυστυχώς, από την προηγούμενη εργασία μέχρι και αυτή, δεν προλάβαμε να γίνουμε ειδικοί, επομένως οι κανόνες βασίζονται και πάλι στη δική μας "φτωχή" προσέγγιση.
+
+\InsertFigure{!ht}{0.95}{fig:fcl_rules}{img/FLC_Rules.png}{Ενδεικτικό στιγμιότυπο κανόνων.}
+
+Στο σχήμα \ref{fig:fcl_surface} βλέπουμε και την επιφάνεια των κανόνων ως συνάρτηση των εισόδων των αποστάσεων.
+
+\InsertFigure{!ht}{0.7}{fig:fcl_surface}{../source/FLC_surface_edit.png}{Ενδεικτική επιφάνεια βάσης κανόνων ($\Delta\theta$ ως συνάρτηση δύο εισόδων).}
+
+\subsection{\texttt{runSimulation}}
+Το κύριο script εκτελεί την προσομοίωση: για κάθε χρονικό βήμα καλεί διαδοχικά \texttt{wallDistance} $\rightarrow$ \texttt{evalfis} $\rightarrow$ \texttt{moveCar}, αποθηκεύοντας την τροχιά.
+Η διαδικασία επαναλαμβάνεται για τις τρεις αρχικές γωνίες $\theta_0\in\{-45^\circ,0^\circ,45^\circ\}$.
+Στην δική μας έκδοση το όχημα εκκινεί από τη θέση $(x_{init},y_{init}) = (3.8, 0.5)$.
+Η εκτέλεση τερματίζει είτε σε σύγκρουση (οριακή τιμή $d_H$ ή $d_V\le0$) είτε όταν το όχημα φτάσει στο $(x_d,y_d) = (10, 3.2)$.
+
+\section{Ζητούμενα}
+Τα ζητούμενα (τροχιές για διαφορετικές αρχικές γωνίες) παράγονται αυτόματα από το \texttt{runSimulation} και αποθηκεύονται ως εικόνες.
+Παρακάτω παρατίθενται οι τροχιές από την εκτέλεση του script.
+
+\InsertFigure{!ht}{0.85}{fig:car_track_min45}{../source/CarMovement_theta-45.png}{Πορεία οχήματος για αρχική γωνία $\theta_0=-45^\circ$.}
+\InsertFigure{!ht}{0.85}{fig:car_track_0}{../source/CarMovement_theta0.png}{Πορεία οχήματος για αρχική γωνία $\theta_0=0^\circ$.}
+\InsertFigure{!ht}{0.85}{fig:car_track_45}{../source/CarMovement_theta45.png}{Πορεία οχήματος για αρχική γωνία $\theta_0=45^\circ$.}
+
+
+\subsection{Σχολιασμός}
+Η λειτουργία του ελεγκτή είναι \emph{σταθερή} και \emph{ομαλή}: παρατηρούνται ομαλές καμπύλες χωρίς απότομες γωνίες, καθώς οι MF επικάλυψης εξομαλύνουν τις μεταβάσεις κανόνων.
+Η σύγκλιση προς το επιθυμητό $x_d$ επιτυγχάνεται και στις τρεις περιπτώσεις, με την τροχιά να ακολουθεί πρακτικά τα εμπόδια.
+
+Ωστόσο, η συμπεριφορά δεν είναι ιδανική για δύο λόγους:
+\begin{enumerate}
+	\item Ο ελεγκτής \textbf{δεν} λαμβάνει άμεση πληροφορία για το \emph{στόχο} ($x_d,y_d$).
+	Bασίζεται μόνο στις αποστάσεις από εμπόδια και στη γωνία, άρα η κάθετη διόρθωση ($y$) δεν ``οδηγείται'' ρητά από το σφάλμα έως τον στόχο.
+	\item Οι αποστάσεις $d_h,d_v$ \textbf{ψαλιδισμένες} στο $[0,1]$ περιορίζουν τη δυναμική περιοχή (lossy αισθητηριακή πληροφορία σε μεγάλες αποστάσεις), κάτι που επιβαρύνει την προσέγγιση ειδικά σε ύψος.
+\end{enumerate}
+Παρά τους περιορισμούς, ο FLC επιτυγχάνει αποφυγή εμποδίων και καλή ευθυγράμμιση με χαμηλό υπολογιστικό κόστος και υψηλή ερμηνευσιμότητα κανόνων.
+
+\section {Συμπεράσματα}
+Αναπτύξαμε έναν Mamdani FLC για το πρόβλημα \textit{Car Control} (Σειρά~3) με εισόδους $(d_h,d_v,\theta)$ και έξοδο $\Delta\theta$. Ο ελεγκτής, με κανόνες τύπου IF--THEN και COA αποασαφοποίηση, κατεύθυνε το όχημα με ομαλές τροχιές, αποφεύγοντας τα εμπόδια και επιτυγχάνοντας τη μετάβαση στο επιθυμητό επίπεδο.
+\textbf{Στα θετικά}, είχαμε την ομαλότητα ελέγχου, ερμηνευσιμότητα κανόνων, επαναληψιμότητα σε διαφορετικές αρχικές γωνίες, απλή παραμετροποίηση.
+\textbf{Στα αρνητικά}, είχαμε την έλλειψη ρητής πληροφορίας στόχου $(x_d,y_d)$, περιορισμένη δυναμική πληροφορία αποστάσεων λόγω κορεσμού $[0,1]$.
+
+
+Θεωρούμε πως το σύστημα θα βελτιωνόταν αρκετά με:
+\begin{itemize}
+	\item Προσθήκη επιπλέον εισόδου με σφάλμα προς τον στόχο (πχ.\ $e_x=x_d-x,\ e_y=y_d-y$),
+	\item Ανακλιμάκωση ή προσαρμοστικό κορεσμό των αποστάσεων,
+	\item Χρήση υβριδικού ελεγκτής (FLC για αποφυγή εμποδίων + PD/TSK για καθοδήγηση στον στόχο).
+\end{itemize}
+
+\end{document}

Work 2/source/.gitignore

@@ -0,0 +1,3 @@
+# Matlab auxiliary files
+*.asv
+

Work 2/source/CarFLC.fis

@@ -0,0 +1,73 @@
+[System]
+Name='CarFLC'
+Type='mamdani'
+Version=2.0
+NumInputs=3
+NumOutputs=1
+NumRules=27
+AndMethod='min'
+OrMethod='max'
+ImpMethod='min'
+AggMethod='sum'
+DefuzzMethod='centroid'
+
+[Input1]
+Name='dh'
+Range=[0 1]
+NumMFs=3
+MF1='S':'trimf',[0 0 0.5]
+MF2='M':'trimf',[0 0.5 1]
+MF3='L':'trimf',[0.5 1 1]
+
+[Input2]
+Name='dv'
+Range=[0 1]
+NumMFs=3
+MF1='S':'trimf',[0 0 0.5]
+MF2='M':'trimf',[0 0.5 1]
+MF3='L':'trimf',[0.5 1 1]
+
+[Input3]
+Name='theta'
+Range=[-180 180]
+NumMFs=3
+MF1='N':'trimf',[-180 -180 0]
+MF2='ZE':'trimf',[-180 0 180]
+MF3='P':'trimf',[0 180 180]
+
+[Output1]
+Name='dtheta'
+Range=[-130 130]
+NumMFs=3
+MF1='N':'trimf',[-130 -130 0]
+MF2='ZE':'trimf',[-130 0 130]
+MF3='P':'trimf',[0 130 130]
+
+[Rules]
+1 1 1, 3 (1) : 1
+1 2 1, 3 (1) : 1
+1 3 1, 3 (1) : 1
+2 1 1, 3 (1) : 1
+2 2 1, 2 (1) : 1
+2 3 1, 2 (1) : 1
+3 1 1, 3 (1) : 1
+3 2 1, 3 (1) : 1
+3 3 1, 3 (1) : 1
+1 1 2, 3 (1) : 1
+1 2 2, 3 (1) : 1
+1 3 2, 3 (1) : 1
+2 1 2, 2 (1) : 1
+2 2 2, 2 (1) : 1
+2 3 2, 2 (1) : 1
+3 1 2, 2 (1) : 1
+3 2 2, 2 (1) : 1
+3 3 2, 2 (1) : 1
+1 1 3, 2 (1) : 1
+1 2 3, 2 (1) : 1
+1 3 3, 2 (1) : 1
+2 1 3, 2 (1) : 1
+2 2 3, 2 (1) : 1
+2 3 3, 1 (1) : 1
+3 1 3, 2 (1) : 1
+3 2 3, 2 (1) : 1
+3 3 3, 1 (1) : 1

Work 2/source/mkFIS.m

@@ -0,0 +1,77 @@
+%
+% Local script to create FIS (w/o the GUI crap)
+%
+
+
+% FIS control
+%  R2025 compatibility:
+%  - newfis->mamfis
+%  - defuzzMethod='cos' -> AggregationMethod="sum", DefuzzificationMethod="centroid" 
+fis = mamfis( ...
+    AndMethod="min", ...
+    OrMethod="max", ...
+    ImplicationMethod="min", ...
+    AggregationMethod="sum", ...
+    DefuzzificationMethod="centroid" );
+
+% Inputs
+fis = addInput(fis,[0 1],'Name','dh');
+fis = addMF(fis,'dh','trimf',[0 0 0.5],'Name','S');
+fis = addMF(fis,'dh','trimf',[0 0.5 1],'Name','M');
+fis = addMF(fis,'dh','trimf',[0.5 1 1],'Name','L');
+
+fis = addInput(fis,[0 1],'Name','dv');
+fis = addMF(fis,'dv','trimf',[0 0 0.5],'Name','S');
+fis = addMF(fis,'dv','trimf',[0 0.5 1],'Name','M');
+fis = addMF(fis,'dv','trimf',[0.5 1 1],'Name','L');
+
+fis = addInput(fis,[-180 180],'Name','theta');
+fis = addMF(fis,'theta','trimf',[-180 -180    0],'Name','N');
+fis = addMF(fis,'theta','trimf',[-180    0  180],'Name','ZE');
+fis = addMF(fis,'theta','trimf',[   0  180  180],'Name','P');
+
+% Output 
+fis = addOutput(fis,[-130 130],'Name','dtheta');
+fis = addMF(fis,'dtheta','trimf',[-130 -130    0],'Name','N');
+fis = addMF(fis,'dtheta','trimf',[-130    0  130],'Name','ZE');
+fis = addMF(fis,'dtheta','trimf',[   0  130  130],'Name','P');
+
+% Rules 
+
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS S AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS S AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS S AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS M AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS M AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS M AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS L AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS L AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  N   dh IS L AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS P");
+                                  
+                                  
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS S AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS S AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS S AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS P");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS M AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS M AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS M AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS L AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS L AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS ZE   dh IS L AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS ZE");
+                                  
+                                  
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS S AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS S AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS S AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS M AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS M AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS M AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS N");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS L AND   dv IS S AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS L AND   dv IS M AND   THEN dtheta IS ZE");
+fis = addRule(fis, "IF theta IS  P   dh IS L AND   dv IS L AND   THEN dtheta IS N");
+
+
+writeFIS(fis,'CarFLC');
+
+f1 = figure('Name','FLC surface'); gensurf(fis); grid on;
+exportgraphics(f1, sprintf('FLC_surface.png'), 'Resolution', 300);

Work 2/source/moveCar.m

@@ -0,0 +1,15 @@
+function [x_new, y_new, theta_new] = moveCar(x, y, theta, dtheta)
+%MOVECAR updates car's position based on previous state
+%   Detailed explanation goes here
+
+global Speed_mag;
+global Ts;
+
+
+% Stear and then calculate the new position
+theta_new = theta + dtheta;
+
+x_new = x + Speed_mag * Ts * cos(toRadians("degrees", theta_new));
+y_new = y + Speed_mag * Ts * sin(toRadians("degrees", theta_new));
+
+end

Work 2/source/runSimulation.m

@@ -0,0 +1,88 @@
+%% Car - Simulation
+%
+% Assignment 2 in Fuzzy systems
+% 
+% author:
+%   Christos Choutouridis ΑΕΜ 8997
+%   cchoutou@ece.auth.gr
+%
+clear; clc; close all;
+
+global Speed_mag;
+global Ts;
+
+
+% Configuration
+% ----------------------
+Speed_mag = 0.05;
+Ts = 1;
+
+% Givents
+% ----------------------
+corners = [5 1 ; 6 2 ; 7 3];
+x_init  = 3.8;
+y_init  = 0.5;
+x_final = 10;
+y_final = 3.2;
+theta_init = [-45 0 45];
+
+
+% Saturation between min: m and max: M
+sat = @(x, m, M) max(m, min(M, x));
+
+% Load control
+flc = readfis('CarFLC');
+
+t = 0:Ts:250;
+for i = 1:length(theta_init)
+    x = x_init;
+    y = y_init;
+    theta = theta_init(i);
+
+    X = zeros(size(t));
+    Y = zeros(size(t));
+
+    End=length(t);
+    for k=1:End
+        [dh, dv] = wallDistance(corners, x, y);
+        if isfinite(dh) && ~isfinite(dv) && (dh <=0 || dv <= 0)
+            End = k-1;
+            fprintf('Car crashed!! - Stop simulation');
+            break;
+        end
+        
+        dtheta = evalfis(flc, [sat(dh, 0, 1) sat(dv, 0, 1) theta]);
+        [x, y, theta] = moveCar(x, y, theta, dtheta);
+        X(k) = x; Y(k) = y;
+        
+        if x >= x_final
+            End = k-1;
+            break;
+        end
+    end
+    
+    figure(i); clf; hold on; grid on; axis equal;
+    xlim([2 11]); ylim([-1 4]);
+    xlabel('x [m]'); ylabel('y [m]');
+    title( ...
+        "Car movement $(\theta_0 =" + theta_init(i)+ "^{\circ})$", ...
+        'Interpreter','latex', ...
+        'FontSize', 16);
+    
+    % Walls
+    fill([5 6 6 5],[0 0 1 1],[0.5 0.5 0.5],'FaceAlpha',0.4,'EdgeColor','none');
+    fill([6 7 7 6],[0 0 2 2],[0.5 0.5 0.5],'FaceAlpha',0.4,'EdgeColor','none');
+    fill([7 10 10 7],[0 0 3 3],[0.5 0.5 0.5],'FaceAlpha',0.4,'EdgeColor','none');
+    
+    plot(X(1:End), Y(1:End), '-', 'LineWidth', 1.5);
+    
+    hold on;
+    plot(X(1),   Y(1),   'go', 'MarkerFaceColor', 'g'); % begin
+    plot(X(End), Y(End), 'ro', 'MarkerFaceColor', 'r'); % end
+    hold off;
+
+    filename = sprintf('CarMovement_theta%d.png', theta_init(i));
+    saveas(gcf, filename);
+end
+
+

Work 2/source/wallDistance.m

@@ -0,0 +1,45 @@
+function [dh, dv] = wallDistance(corners, x, y)
+% Calculates the distances from the walls.
+% - Negative value means colision
+% - Inf value means no wall in this direction
+% 
+% Inputs:
+%   corners[] : corner matrix (each line is a corner point)
+%   x:          Car's x position
+%   y:          Car's y position
+% Outputs:
+%   dh:         Horizontal distance from wall
+%   dv:         Vertical distance from wall
+
+    % Calculate the distances in the x direction
+    srt_corners = sortrows(corners, 2);
+    active_corners = -Inf(size(corners));
+
+    for i=1:length(srt_corners)
+        if srt_corners(i, 2) >= y
+            active_corners = srt_corners(i:end, :);
+            break;
+        end
+    end
+    dx = active_corners(:, 1) - x;  % Walls are on the right
+    dh = min(dx); % Minimum distance in x direction
+
+    % Calculate the distances in the y direction
+    srt_corners = sortrows(corners, 1, 'descend');
+    active_corners = -Inf(size(corners));
+
+    for i=1:length(srt_corners)
+        if srt_corners(i, 1) <= x
+            active_corners = srt_corners(i:end, :);
+            break;
+        end
+    end
+    dy = y - active_corners(:, 2);  % Walls are on the bottom
+    dv = min(dy); % Minimum distance in y direction
+
+    if ~isfinite(dh) dh = Inf; end
+    if ~isfinite(dv) dv = Inf; end
+end
+
+
+