SDE SoSe26: AP 1.4 Querregelung - Versionsgeschichte

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: /* Tests */

2026-07-07T11:31:56Z

Tests

← Nächstältere Version		Version vom 7. Juli 2026, 11:31 Uhr
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	Bei der Fahrt konnte man erkennen, dass das Fahrzeug nicht mittig fuhr. Es sind mehrere Schwingungen zu erkennen wesen. Das Fahrzeug überquerte auch die äußere Linie, wodurch das Messen der Bahnführung mittig nicht von Nöten war, da die Toleranze für Req. 2 definitv damit gebrochen ist.		Bei der Fahrt konnte man erkennen, dass das Fahrzeug nicht mittig fuhr. Es sind mehrere Schwingungen zu erkennen wesen. Das Fahrzeug überquerte auch die äußere Linie, wodurch das Messen der Bahnführung mittig nicht von Nöten war, da die Toleranze für Req. 2 definitv damit gebrochen ist.

	Das Schwingen konnte man mit dem Auge auch wahrnehmen. Die Messerergebnisse würden dies auch wiederspiegeln. Leider ist beim Testen die USB-C Buchse von dem Arduino Wifi R4 ein Wackelkontakt entstanden, wodurch keine wirklichen Messergebnisse erzielt werden konnte (siehe Abbildung unten)		Das Schwingen konnte man mit dem Auge auch wahrnehmen. Die Messerergebnisse würden dies auch wiederspiegeln. Leider ist beim Testen die USB-C Buchse von dem Arduino Wifi R4 ein Wackelkontakt entstanden, wodurch keine wirklichen Messergebnisse erzielt werden konnte. Dies ist erkennbar an den geraden Sprüngen in den Graphen.(siehe Abbildung unten)

	[[Datei:Querregelung FehlerDerBuchsen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 4: Messung mit kaputter Buchse]]		[[Datei:Querregelung FehlerDerBuchsen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 4: Messung mit kaputter Buchse]]

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: /* Tests */

2026-07-07T11:31:02Z

Tests

← Nächstältere Version		Version vom 7. Juli 2026, 11:31 Uhr
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	Bei der Fahrt konnte man erkennen, dass das Fahrzeug nicht mittig fuhr. Es sind mehrere Schwingungen zu erkennen wesen. Das Fahrzeug überquerte auch die äußere Linie, wodurch das Messen der Bahnführung mittig nicht von Nöten war, da die Toleranze für Req. 2 definitv damit gebrochen ist.		Bei der Fahrt konnte man erkennen, dass das Fahrzeug nicht mittig fuhr. Es sind mehrere Schwingungen zu erkennen wesen. Das Fahrzeug überquerte auch die äußere Linie, wodurch das Messen der Bahnführung mittig nicht von Nöten war, da die Toleranze für Req. 2 definitv damit gebrochen ist.

	Das Schwingen konnte man mit dem Auge auch wahrnehmen. Die Messerergebnisse ~~spiegeln~~ dies auch ~~wieder~~, ~~wie in der~~ Abbildung ~~zu sehen.~~		Das Schwingen konnte man mit dem Auge auch wahrnehmen. Die Messerergebnisse würden dies auch wiederspiegeln. Leider ist beim Testen die USB-C Buchse von dem Arduino Wifi R4 ein Wackelkontakt entstanden, wodurch keine wirklichen Messergebnisse erzielt werden konnte (siehe Abbildung unten)

	Das Auslegen des Parameters hat auch nicht geholfen. Hierfür wurden verschiedenste Parameterwerte herausgesucht und getestet. Kein Ergebnis war dabei befriedigend und hat geholfen. Besonders bemerkbar war dies in der Rechtskurve.		[[Datei:Querregelung FehlerDerBuchsen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 4: Messung mit kaputter Buchse]]

			Das Auslegen des Parameters hat auch nicht geholfen, die Schwingungen zu reduzieren. Hierfür wurden verschiedenste Parameterwerte herausgesucht und getestet. Kein Ergebnis war dabei befriedigend und hat geholfen. Besonders bemerkbar war dies in der Rechtskurve.

	= Fehlerbehebung und Verbesserung =		= Fehlerbehebung und Verbesserung =

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: Fehlerbehebungstext erstellt

2026-07-06T19:09:30Z

Fehlerbehebungstext erstellt

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 = Tests =
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Jonas.von-doellen@stud.hshl.de am 6. Juli 2026 um 18:57 Uhr

2026-07-06T18:57:26Z

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 18:57 Uhr
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	\|}		\|}

	= Umsetzung =		= Umsetzung =
			Die Formel aus der Umsetzungsidee wurde hier erfolgreich implementiert. Zu sehen ist einmal der Regler von innen und einmal von außen. Die Bilder wurden in Revision 11195 gemacht.
	[[Datei:PIDReglerneuaußen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 2: PID Regler von außen]]		[[Datei:PIDReglerneuaußen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 2: PID Regler von außen]]
	[[Datei:PIDReglerneuinnen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 3: PID Regler von Innen]]		[[Datei:PIDReglerneuinnen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 3: PID Regler von Innen]]

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: zweites Bild eingesetzt

2026-07-06T18:54:24Z

zweites Bild eingesetzt

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 18:54 Uhr
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	= Umsetzung =		= Umsetzung =
	[[Datei:PIDReglerneuaußen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 2: PID Regler von außen]]		[[Datei:PIDReglerneuaußen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 2: PID Regler von außen]]
			[[Datei:PIDReglerneuinnen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 3: PID Regler von Innen]]

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: erstes Bild eingesetzt

2026-07-06T18:52:52Z

erstes Bild eingesetzt

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2026, 18:52 Uhr
Zeile 51:		Zeile 51:

	= Umsetzung =		= Umsetzung =
			[[Datei:PIDReglerneuaußen.png\|800px\|mini\|zentriert\|Abb. 2: PID Regler von außen]]


	= Tests =		= Tests =

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: Einleitung eingefügt

2026-07-01T18:52:52Z

Einleitung eingefügt

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 18:52 Uhr
Zeile 13:		Zeile 13:
	\|}		\|}

	= Einleitung =		= Einleitung =
			Im Zuge des Systementwicklungspraktikums in dem Schwerpunkt System Design Engineering muss ein Fahrzeug durch eine künstlich erzeugte Fahrstrecke autonohm auf der rechten Fahrspur fahren.
			Genutzt wird in diesem zweiten Teil des Praktikums ein [[AlphaBot\|AlphaBot]] mit einer [[Kamerasensor Pixy 2.1\|Pixy2.1]] Kamera oben drauf. Hierfür soll nach dem aktuellen [[ SDE_Systementwicklung_SoSe26:_Bildbasierte_Spurführung_für_autonomes_Fahren\|Sprint]] eine Querregelung optimiert werden. In diesem Artikel wird die Dokumentation dazu aufgeführt.

	= Planung =		= Planung =
	== Ist Zustand ==		== Ist Zustand ==

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de am 1. Juli 2026 um 18:51 Uhr

2026-07-01T18:51:38Z

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 18:51 Uhr
Zeile 14:		Zeile 14:

	= Einleitung =		= Einleitung =
			= Planung =
	== Ist Zustand ==		== Ist Zustand ==
	Bei der Gruppe aus dem vorherigen Jahrgang SoSe2025 wurde die Querregelung ausschließlich über die Kamera realisiert. Die Kamera sendet den Startpunktes des Vektors der Kamera immer aus und regelt nach der Y Koordinate. Der Spartpunkt ist dabei immer der Wert mit der höchsten Y-Koordinate, da bei der Pixi Kamera immer der Vektor auch "flippen" kann. Der Startpunkt und der Endpunkt sind dann vertauscht.		Bei der Gruppe aus dem vorherigen Jahrgang SoSe2025 wurde die Querregelung ausschließlich über die Kamera realisiert. Die Kamera sendet den Startpunktes des Vektors der Kamera immer aus und regelt nach der Y Koordinate. Der Spartpunkt ist dabei immer der Wert mit der höchsten Y-Koordinate, da bei der Pixi Kamera immer der Vektor auch "flippen" kann. Der Startpunkt und der Endpunkt sind dann vertauscht.
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	\|-		\|-
	\|}		\|}

	~~= Anforderungen =~~

	~~= Planung =~~

	= Umsetzung =		= Umsetzung =

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: /* Anforderungen */

2026-07-01T18:50:43Z

Anforderungen

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 18:50 Uhr
Zeile 40:		Zeile 40:
	! Req. !! Beschreibung !! Priorität		! Req. !! Beschreibung !! Priorität
	\|-		\|-
	\| 1 \|\| Fahrzeug muss ~~seine Geschwindigkeit vor einer Kurve drosseln~~\|\| 1		\| 1 \|\| Fahrzeug muss bei seiner Fahrtschwingfrei sein. (Schwingung in der Messdaten erkennbar, wenn periodisch der selbe Wert etwa in +/-50% der vorheringen Amplituden entspricht) \|\| 1
	\|-		\|-
	\| 2 \|\| Fahrzeug muss ~~seine Geschwindigkeit nach einer Kurve beschleunigen \|\| 1~~		\| 2 \|\| Fahrzeug muss bei seiner Bahnführung mittig fahren (+/- 5cm) \|\| 1
	\|-
	~~\| 3 \|\| Fahrzeug muss mit gedrosselter Geschwindigkeit die Kurve durchfahren~~ \|\| 1
	\|-		\|-
	\|}		\|}


	= Anforderungen =		= Anforderungen =

Jonas.von-doellen@stud.hshl.de: /* Umsetzungsidee */

2026-07-01T18:46:56Z

Umsetzungsidee

← Nächstältere Version		Version vom 1. Juli 2026, 18:46 Uhr
Zeile 24:		Zeile 24:

	== Umsetzungsidee==		== Umsetzungsidee==
	In Simulink wird der alte Block für die Querregelung übernommen. Jedoch wird am D-Anteil anstelle des ~~Wertes~~ der Kamera die Gierrate als Messgröße eingefügt. Diese soll den Winkelfehler bei dem Fahrzeug minimieren.		In Simulink wird der alte Block für die Querregelung übernommen. Jedoch wird am D-Anteil anstelle des Regelabweichung aus der Kamera aus der [[SDE SoSe26: AP 1.1 Spurerkennung mit der Pixy2.1\|Spurerkennung]] Subsystem für den Abstand und dem Sollwert (<math>e_y</math>) die Gierrate (<math>r</math>) als Messgröße eingefügt. Diese soll den Winkelfehler bei dem Fahrzeug minimieren.
			<br>
	Ist das Fahrzeug mit dem alten Regler etwas weiter weg von der Linie parallel platziert worden, dann würde das Fahrzeug wegen des Abstandsfehlers anfangen zu lenken. Bis der Abstandswert bis die Regelabweichung verschwunden ist. Jetzt ist der Querfehler, der Abstand aus der Sicht der Kamera, zwar aufgehoben, doch das Fahrzeug würde nicht parallel ausgerichtet ~~zu dem~~		<math>
			u = K_P e_y + K_I \int e_y\,dt - K_D r
			</math>
			<br>
			Ist das Fahrzeug mit dem alten Regler etwas weiter weg von der Linie parallel platziert worden, dann würde das Fahrzeug wegen des Abstandsfehlers anfangen zu lenken. Bis der Abstandswert bis die Regelabweichung verschwunden ist. Jetzt ist der Querfehler, der Abstand aus der Sicht der Kamera, zwar aufgehoben, doch das Fahrzeug würde nicht parallel ausgerichtet. Da kommt nun die Gierrate im Spiel. Diese soll den P-Anteil dämpfen und so die gerade Linie besser anfahren.

			Hierfür soll der PID-Regler die Krümmung als weitern Parameter bekommen und den D-Anteil von der Regelabweichung trennen. Die Ableitung hinter dem D-Anteil Gain wird gelöscht und geht direkt auf den Summenblock. Dort ist jedoch das Vorzeichen für den D-Anteil von einem + zu einem - gewechselt.

	= Anforderungen =		= Anforderungen =