AlphaBot: Autonomes Einparken: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 22. Mai 2023, 13:39 Uhr

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

Inhalt

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:

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)
Fahren Sie konstant ohne Unterbrechung zügig rückwärts.
Verwenden Sie Ihr Programm sucheParkluecke.ino im Zustand 1.
Programmieren Sie Zustand 2: Rechtseinschlag. Schlagen Sie voll rechts ein und fahren Sie rückwärts bis das Fahrzeug 40° zur Lücke steht.
Programmieren Sie Zustand 3: Linkseinschlag. Schlagen Sie voll links ein, bis das Fahrzeug gerade (0 °) in der Lücke steht.
Programmieren Sie Zustand 4: Geradeaus. Fahren Sie gerade vorwärts, bis Sie mittig in der Parklücke stehen.
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

Tutorials

Demos

Literatur

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 unterscheiden kann. Welche Transitionen führen zu den Zustandsübergängen?
-Legen Sie das programm als Funktionsrümpfe an.
+Legen Sie das Programm als Funktionsrümpfe an.
 Arbeitsergebnis: ZustandsdiagrammAutonomesParken.graphml
-'''Arbeitsergebnisse:''' <code>AEP.pap, AEP.ino</code>
+'''Arbeitsergebnisse:''' <code>AutonomesParken.pap, AutonomesParken.ino</code>
 == Versuchsdurchführung ==
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 === Aufgabe 10.1: Parken ===
 Schreiben Sie das Programm <code>AutonomesParken.ino</code>. Folgende Funktionsanforderungen sollten erfüllt werden:
-# Erstellen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den 4 Zuständen
+# Erstellen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den folgenden 4 Zuständen unterscheiden kann.
-## Zustand 1: Parkl¨ucke suchen,
+## Zustand: Parklücke suchen,
-## Zustand 2: Rechtseinschlag,
+## Zustand: Rechtseinschlag,
-## Zustand 3: Linkseinschlag und
+## Zustand: Linkseinschlag und
-## Zustand 4: Geradeaus (Korrekturzug)
+## Zustand: Geradeaus (Korrekturzug)
-unterscheiden kann.
 # Fahren Sie konstant ohne Unterbrechung zügig rückwärts.
 # Verwenden Sie Ihr Programm <code>sucheParkluecke.ino</code> im Zustand 1.
-# Programmieren Sie Zustand 2: Rechtseinschlag. Schlagen Sie voll rechts ein und fahren Sie
+# Programmieren Sie Zustand 2: Rechtseinschlag. Schlagen Sie voll rechts ein und fahren Sie rückwärts bis das Fahrzeug 40° zur Lücke steht.
-rückwärts bis das Fahrzeug 40° zur Lücke steht.
+# Programmieren Sie Zustand 3: Linkseinschlag. Schlagen Sie voll links ein, bis das Fahrzeug gerade (0&thinsp;°) in der Lücke steht.
-# Programmieren Sie Zustand 3: Linkseinschlag. Schlagen Sie voll links ein, bis das Fahrzeug
+# Programmieren Sie Zustand 4: Geradeaus. Fahren Sie gerade vorwärts, bis Sie mittig in der Parklücke stehen.
-gerade (0 °) in der L¨ucke steht.
-# Programmieren Sie Zustand 4: Geradeaus. Fahren Sie gerade vorwärts, bis Sie mittig in der
-Parklücke stehen.
 # Schalten Sie alle Motoren aus.
+'''Anforderungen:'''
+* Realisieren Sie die Zustandsmaschine mit der Mehrfachverzweigung <code>switch..case</code>.
+* Ermitteln Sie die Roboterpose aus den unterschiedlichen Radumdrehungen (Differenzielle Odometrie).
+* Nutzen Sie den Ultraschallsensor um Mittig in der Parklücke zu stehen.
+'''Arbeitsergebnisse:''' <code>AutonomesParken.ino</code>
 === Aufgabe 10.2: Nachhaltige Doku ===
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 * Versehen Sie jedes Programm mit einem Header ([[Header Beispiel für MATLAB]], [[Header Beispiel für C]]).
 * Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
-'''Hinweise:'''
-* Es empfiehlt sich die Zustandsmaschine mit den Befehlen <code>switch..case</code> zu realisieren.
-* Ermitteln Sie die Roboterpose aus den unterschiedlichen Radumdrehungen (Differenzielle Odometrie).
-* Nutzen Sie den Ultraschallsensor um Mittig in der Parklücke zu stehen.
-'''Arbeitsergebnisse:''' <code>AutonomesParken.ino</code>
 '''Arbeitsergebnis''' in SVN: <code>SVN Log</code>