Kamera

Aus HSHL Mechatronik
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Autor: Junjie Lyu Changlai Bao
Betreuer: Prof. Schneider

Einleitung

In diesem Artikel wird ein Spurpolynom des Carolo Cup Fahrzeugs beschrieben. Daher befasst sich dieser Artikel mit der Berechnung des Spurpolynoms.

Regressionsanalyse[1]

Anleitung

Ziel der Regressionsanalyse am häugigsten ist es, Beziehung zwischen einer abhängigen und einer oder mehreren unabhängigen Variable festzustellen, um ein Vorhersagemodell zu erstellen. Wenn nun zusätzliche Werte x ohne zugehörigen Wert y vorliegen, dann kann das angepasste Modell zur Vorhersage des Wertes von y verwendet werden.

Polynomische Regression

Im Falle der polynomischen Regression vom Grad 2 wird die Funktion y^=a⋅x2^+b⋅x^+c unter der Bedingung gesucht, dass die Funktion

V(a,b,c)=∑i=1k(yi−yi^)2=∑i=1k(yi−a⋅xi2−b⋅xi−c)2(1)  

der Summe der Quadrate der Abstände der tatsächlichen y-Werte von berechneten y^ -Werten ein Minimum hat. Zur Bestimmung der Konstanten a,b,c in Gleichung (1) werden die partiellen Ableitungen ∂V∂a, ∂V∂b und ∂V∂c gleich null gesetzt, um jeweils das minimum zu erhalten:

Partielle Ableitung nach a:
⟶∂V(a,b,c)∂a=2⋅∑i=1k(yi−a⋅xi2−b⋅xi−c)⋅(−xi2)
dividiert durch k ergibt: yixi2‾=a⋅xi4‾+b⋅xi3‾+c⋅xi2‾(2)
Partielle Ableitung nach b:
⟶∂V(a,b,c)∂b=2⋅∑i=1k(yi−a⋅xi2−b⋅xi−c)⋅(−xi) dividiert durch k ergibt: yixi‾=a⋅xi3‾+b⋅xi2‾+c⋅xi‾(3)
Partielle Ableitung nach c:
⟶∂V(a,b,c)∂c=2⋅∑i=1k(yi−a⋅xi2−b⋅xi−c)⋅(−1) dividiert durch k ergibt: yi‾=a⋅xi2‾+b⋅xi‾+c(4)

Es entsteht wieder ein lineares Gleichungssystem in drei Variablen a,b,c,dessen Lösung die optimalen Konstanten liefert:

a=(yixi2‾−yi‾⋅xi2‾)⋅(xi2‾−(xi‾)2)−(yixi‾−yi‾⋅xi‾)⋅(xi3‾−xi‾⋅xi2‾)(xi4‾−(xi2‾)2)⋅(xi2‾−(xi‾)2)−(xi3‾−xi‾⋅xi2‾)2
b=yixi‾−yi‾⋅xi‾−a⋅(xi3‾−xi‾⋅xi2‾)xi2‾−(xi‾)2
c=yi‾−a⋅xi2‾−b⋅xi‾


Offline Modell

In der Abbildung 1 wird die Offline Modell der Kamera beschrieben.


Abbildung 1: Offline Modell Kamera

Online Modell

Literatur

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