Für verschiedene Aufgaben im Forschungsbereich des Autonomen Fahrens wird eine Referenzmessung (Engl.: Ground Truth) benötigt um beispielsweise Messwerte zu bewerten. Programmieren Sie, wie Sie es im 2. Semester gelernt haben, einen bestehenden AlphaBot mit einem Linienverfolger, so dass dieser die bestehenden Fahrbahnränder abfährt (vgl. Abb. 1). Zeichnen Sie dabei die Roboterpose mit einem Referenzsystem auf und erstellen Sie so eine digitale Karte der bestehenden Fahrbahn (vgl. Abb. 2),
Tabelle 1: Anforderung an die Autonome Fahrbahnvermessung
Req.
Beschreibung
Priorität
1
Ein AlphaBot muss nacheinander die drei Linien der Fahrbahn autonom verfolgen.
Folgende zu erledigen Punkte wurden in das Kanban-Board aufgenommen: Planung, Dokumentation, Prüfen der Linienfolgerdemo, Implementierung PD-Regler, durchgezogene Linie verfolgen (Meilenstein), Referenzmessung mit TopCon (Meilenstein), Fahrweg in Karte einzeichnen, 2D-Karte erstellen, Mittelinienfolger, drei Linien in Karte einzeichnen (Meilenstein)
Planung überarbeitet -> Planung abgeschlossen, PD-Regler implementiert, Linienfolgerdemo E08b aus der Arduino Beispielbibliothek genutzt und geändert, siehe PD-Regler Test und Parametrierung
Prüfen der Linienfolgerdemo und Implementierung PD-Regler abgeschlossen
Anpassung des Linienfolgerprogramms, es werden nun beide Motoren geregelt, nicht nur einer
Erste versuche zur Verfolgung der Mittellinie: wenn der aktuelle IstWert über 4000 || 0 == alles Schwarz, dann soll der AlphaBot geradeaus Fahren -> halber Erfolg
Test 2: Mittellinienverfolgung mit letzten gespeicherten Motorwerten -> Linienfolgerfunktion nicht mehr gegeben, Änderungen zunächst wieder verworfen
Erste Testmessungen, Vergleich von unterschiedlichen Topcon Positionen
Kommentar: 1. TopCon Messung in der Kurve nach der Startgeraden die Sicht wurde verloren -> Standort des TopCon geändert - Messung aus der mitte der Schleife
Zwei erfolgreiche Messungen für äußere Bahn ("TopCon_Messung_250408_1139.mat") und innere Bahn ("TopCon_Messung_250408_1153.mat")
Messung durchgeführt mit "trackePrisma.m", Anzeige mit "zeigeTopConMessung.m"
Referenzmessung in TopCon und Fahrweg in Karte abgeschlossen
Mittellinienfolger angefangen: Softwareplanung im PAP erstellt und im umgesetzt umsetzung erfolgt mit switch case mit Zuständen zwischen weißer linie erkannt und keine linie erkannt
Erster Test: wenn der AlphaBot keine weiße linie erkennt soll er einfach geradeaus fahren -> Problem: der AlphaBot lenkt automatisch nach links
Lösung: den linken Motor um einen Faktor verringern
Zweiter Test: im Zustand keine Linie erkannt soll der AlphaBot mit den zuletzt verwendeten Motowerten fahren -> Problem: bei Linienabbruch folgt der Zustand 0 nicht schnell genug
Dritter Test: Arrays für letzte Motorwerte anlegen und den drittletzten Motorwert nutzen
Probleme zum Mittellinienverfolger bleiben bestehen
2D-Karte: Innen- und Außenmessung zusammengeführt, Koordinatentranformation überarbeitet, Wiki-Artikel mit Protokollen, Gantt-Diagramm und SVN-Ordnerstruktur erweitert
Das Prisma wird auf einer zu fertigenden Halterung über der Lenkachse des AlphaBot montiert.
1
x
Doku der CAD-Zeichnung fehlt.
4
Die Referenzwerte müssen mit MATLAB® aufgezeichnet werden.
1
x
Ergebnislink fehlt
5
Fehler in den Messwerten müssen bereinigt werden.
1
x
Ergebnislink fehlt
6
Die zweidimensionale digitalen Karte muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden.
1
x
Ergebnislink fehlt
7
Das Vorgehen muss als Gantt-Diagramm geplant werden.
1
1/2
Abh. und Meilensteine fehlen
8
Lösungsweg und Lösung muss im Wiki dokumentiert werden.
1
x
nicht nachvollziehbar dokuementiert
9
Nach Erstellen der digitalen Karte muss die Fahrt des AlphaBot in der Karte eingezeichnet werden.
1
x
Ergebnislink fehlt
Fehlerbehebung (Act)
Zuvor haben Sie Ihren Plan entwickelt, umgesetzt und überprüft. Jetzt müssen Sie auf die Ergebnisse reagieren. Es wird eine Analyse des Soll-Zustands erstellt, die anschließend mit dem Ist-Zustand verglichen wird. Zudem stehen während dieser Phase die Fragen im Vordergrund, was optimiert werden kann und wo sich weitere Potenziale befinden.
Tabelle 5: Optimierungsansätze für Sprint 2
Ergebnis
Optimierung
Im Gantt-Diagramm fehlen Abhängigkeiten und Meilensteine. Der Nutzen des Gantt-Diagramms wird in Frage gestellt.
In Sprint 2 wird auf das Gantt-Diagramm verzichtet und nur mit KANBAN strukturiert gearbeitet.
Die Req. 3, 5, 6, 8, 9 wurden missverstanden.
Zukünftig werden die Anforderungen hinterfragt, um Missverständnisse zu minimieren.
Req. 3 wurden missverstanden.
Die CAD-Zeichnung der Halterung muss mit dokumentiert werden.
Req. 5 wurden missverstanden.
Die aufgezeichnete Fahrspur weist Rauschen auf. Für eine Weiterverwendung muss dieser Fehler ggf. geglättet werden.
Req. 6 wurden missverstanden.
Die zweidimensionale digitalen Karte muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden.
Req. 8 wurden missverstanden.
Der Lösungsweg und die Lösung müssen nachvollziehbar im Wiki dokumentiert werden. Beispiel: Welche Soft- und Hardware benötige ich, um das Projekt nachzustellen?
Req. 9 wurden missverstanden.
Nach Erstellen der digitalen Karte muss die Fahrt des AlphaBot in der Karte eingezeichnet werden.
Verschiebung des Koordinatenursprungs
Die angefahrenen Positionen müssen positiv sein.
Position der Topcon Station dokumentieren.
Für nachfolgende Teams muss klar dokumentiert werden, wo die Topcon Station zu positionieren ist (Pose). Ein Foto würde helfen.
Zusammenfassung
Der Linienfolger mit sehr gutem Fahrverhalten des AlphaBot wurde implementiert und die Messwerte bzw. Außenlinien wurden mit AlphaBot und Topcon Station aufgenommen. Die daraus gewonnenen Daten wurden gespeichert und in einer 2D-Karte als Ergebnis dargestellt.
Die Fehlerbeheben/Messwertbereinigung war nur für Kalibrierungslinien und Hilfslinien nötig. Der Mittellinienfolger konnte noch nicht funktionsfähig implementiert werden.
