AlphaBot: Autonomes Einparken

Abb. 1: Schritte eines Einparkvorgangs

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion können Sie

• mit yED eine Zustandsmaschine planen.
• eine Zustandsmaschine programmieren.
• funktional programmieren und Funktionen zu einem großen Projekt zusammenf¨ugen.
• Quelltext debuggen und optimieren.
• Messdaten speichern und via MATLAB^® auswerten und visualisieren.
• autonom einen AlphaBot einparken.

Vorbereitung/Hausaufgabe

In diesem Praktikumstermin soll Ihr AlphaBot autonom einparken. Erstellen Sie als Vorbereitung ein Zustandsdiagramm für die Funktion Parken() mit yEd. Planen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den Zuständen

• Zustand 1: Parklücke suchen,
• Zustand 2: Rechtseinschlag (rückwärts),
• Zustand 3: Linkseinschlag (rückwärts) und
• Zustand 4: Geradeaus (Korrekturzug)

unterscheiden kann. Welche Transitionen führen zu den Zustandsübergängen?

Legen Sie das Programm als Funktionsrümpfe an.

Arbeitsergebnis: ZustandsdiagrammAutonomesParken.graphml

Arbeitsergebnisse: AutonomesParken.pap, AutonomesParken.ino

Versuchsdurchführung

In diesem Termin lassen wir den AlphaBot autonom einparken.

Aufgabe 10.1: Parken

Schreiben Sie das Programm AutonomesParken.ino. Folgende Funktionsanforderungen sollten erfüllt werden:

1. Erstellen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den folgenden 4 Zuständen unterscheiden kann.
   1. Zustand: Parklücke suchen,
   2. Zustand: Rechtseinschlag,
   3. Zustand: Linkseinschlag und
   4. Zustand: Geradeaus (Korrekturzug)
2. Fahren Sie konstant ohne Unterbrechung zügig rückwärts.
3. Verwenden Sie Ihr Programm sucheParkluecke.ino im Zustand 1.
4. Programmieren Sie Zustand 2: Rechtseinschlag. Schlagen Sie voll rechts ein und fahren Sie rückwärts bis das Fahrzeug 40° zur Lücke steht.
5. Programmieren Sie Zustand 3: Linkseinschlag. Schlagen Sie voll links ein, bis das Fahrzeug gerade (0 °) in der Lücke steht.
6. Programmieren Sie Zustand 4: Geradeaus. Fahren Sie gerade vorwärts, bis Sie mittig in der Parklücke stehen.
7. Schalten Sie alle Motoren aus.

Anforderungen:

• Realisieren Sie die Zustandsmaschine mit der Mehrfachverzweigung switch..case.
• Ermitteln Sie die Roboterpose aus den unterschiedlichen Radumdrehungen (Differenzielle Odometrie).
• Nutzen Sie den Ultraschallsensor um Mittig in der Parklücke zu stehen.

Arbeitsergebnisse: AutonomesParken.ino

Aufgabe 10.2: Nachhaltige Doku

• Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.
• Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
• Halten Sie die Programmierrichtlinie für C und die Programmierrichtlinien für MATLAB^® ein.
• Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für MATLAB, Header Beispiel für C).
• Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Literatur

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