SDE WS25: AP 2.2 Berechnung der Ist-Ablage zur Sollinie
Autor: Lukas Berkemeier
Einleitung
Im Rahmen des Sprints SDE Systementwicklung WS25/26: Spurverfolgung mit Kamera ist es die Aufgabe, einen Autonomen Mobilen Roboter via Kamera und Spurerkennung in der rechten Fahrspur geregelt fahren zu lassen. Aus dem Arbeitspaket SDE WS25: AP 2.1 Spurerkennung mit der Pixy2.1 sollen nun die Koordinaten der durch die Kamera erkannten Vektoren genutzt werden, um die Ist-Ablage zur Solllinie zu berechnen. Die Ist-Ablage beschreibt dabei typischerweise die Distanz des Alphabot zur rechten Außenlinie, um darauf im nächsten Schritt zu regeln und in der rechten Fahrspur zu fahren. In diesem Fall werden als Ist-Ablage die Y-Koordinaten der erkannten Linie genutzt. In der folgenden Berechnung der Ist-Ablage vergleicht die Software die beiden eingehenden Y-Koordinaten Y0 und Y1. Die beiden Werte werden nach der Größe verglichen und der größere Wert wird als Ist-Wert beziehungsweise Ist-Ablage für die folgende Regelung genutzt.
Das Simulink-Modell in dem das Subsystem integriert ist, ist in drei Matlab-Versionen gespeichert:
- R2024b: SpurRegelungAlphaBot.slx
- R2025a: SpurRegelungAlphaBot.slx
- R2025b: SpurRegelungAlphaBot.slx
Anforderungen
| ID | Priorität | Inhalt | Ersteller | Datum |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | Die Ist-Ablage zur Solllinie ist immer der größere Wert von Y0 und Y1 | Lukas Berkemeier | 02.12.2025 |
| 2 | 2 | Die Berechnung der Ist-Ablage muss in Matlab-Simulink realisiert werden | Lukas Berkemeier | 02.12.2025 |
Umsetzung
Die Berechnung der Ist-Ablage wurde in Matlab-Simulink realisiert. Eingang 1 ist die Koordinate Y0 und Eingang 2 ist die Koordinate Y1. Der Ausgang ist der Ist-Wert der größeren Y-Koordinate, die zur Berechnung der Regelabweichung genutzt wird. Dazu werden Y0 und Y1 miteinander verglichen und je nach dem welcher Wert größer ist wird dieser als Ist-Wert genutzt.
Der Schalter schaltet den oberen Eingang, wenn die Bedingung am mittleren Eingang, das Threshold-Signal > 0 erfüllt ist. Das Threshold Signal wird dabei von einem Vergleich-Block erzeugt, der die Werte Y0 und Y1 miteinander vergleicht. Ist das Signal Y0 kleiner als Y1, so wird ein HIGH-Signal Ausgegeben, die Bedingung am mittleren Eingang des Schalters wird erfüllt und somit wird das Signal am oberen Eingang, in diesem Fall Y1 geschaltet. Ist Y0 größer als Y1 wird die Threshold-Bedingung nicht erfüllt und das untere Signal, Y0, wird geschaltet.
Modultest
Der Modultest wurde mithilfe eines Simulink Tests realisiert. Dazu wird für das Subsystem Wertevergleich eine Test Harness angelegt, in der Eingabedaten in Form einer .mat-Datei eingelesen werden. Das Subsystem wird mit den Eingabedaten ausgeführt und können dann mit den Ausgabedaten verglichen werden. Das Testergebnis wurde automatisch realisiert.
Notwendige Dateien:
Automatisch generierter Testbericht:
Aus dem Testbericht ist zu entnehmen, dass immer der größere Wert ausgegeben wird und die Anforderungen an das Modul beziehungsweise Subsystem erfüllt sind.
Zusammenfassung
Das Arbeitspaket "Berechnung der Ist-Ablage zur Solllinie" wurde Systematisch in Simulink geplant und umgesetzt. Als Berechnung der Ist-Ablage erfolgt ein Wertevergleich zweier Eingangsgrößen. Die Zwei Eingangsgrößen sind die Y-Koordinaten des Start- und Endpunkts eines Vektors, der durch die Linienerkennung der Pixy 2.1 aufgespannt wird. Der größere Wert wird als Ist-Wert zur Berechnung der Regelabweichung genutzt.
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