AlphaBot: Programmier-Challenge I SoSe26

Abb. 1: Programmier-Challenge I - Ultraschall-RADAR

Autor:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul:	Praxismodul II
Lektion 6:	Mechatronik, Informatikpraktikum 2, 2. Semester
Datum:	21.05.2026
Bearbeitungsdauer:	45 Minuten
Nachholprüfung::	Navigation eines Fahrerlosen Transportfahrzeugs (FTF)

Inhalt

Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Abschlussprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 1-5. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die Demos.

Einleitung

Sie haben den Auftrag eine Erkundungssoftware für den neuen Mars-Rover zu entwickeln. Die Anforderungen an Ihr System sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Anforderungen

Abb. 2: Koordinatensystem für die Darstellung der Roboterpose

Anforderungen Gruppe A 

Tabelle 1: Anforderungen an die Software

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Mit dem Ultraschallsensor muss im Stillstand das Umfeld abgesucht werden und das räumlich nächste Ziel identifiziert werden.	1
2	Wurden Objekte detektiert muss der Rover direkt auf das räumlich nächste Ziel zufahren.	1
3	Der Rover muss Hindernisse auf dem Fahrweg entdecken und <10 cm mit einem Notstopp reagieren.	1
4	Wird das Hindernis entfernt, startet der Rover mit einem neuen Umfeld-Scan.	1
5	Die Messwerte Zeitstempel in s und die gefahrene Strecke des linken und rechten Rades in cm müssen Semikolon-separiert seriell ausgegeben werden.	1
6	Die Daten müssen mit MATLAB® seriell empfangen werden.	1
7	In MATLAB® muss die Pose des Rovers ($x,y,\mathrm{\Psi }$) in einem XY-Plot in einer Karte live eingezeichnet werden.	1

Anforderungen Gruppe B 

Tabelle 1: Anforderungen an die Software

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Mit dem Ultraschallsensor muss im Stillstand das Umfeld abgesucht werden und das räumlich nächste Ziel identifiziert werden. Der Rover muss sich zu diesem Ziel hindrehen.	1
2	Wurden Objekte detektiert muss der Rover direkt auf das räumlich nächste Ziel zufahren.	1
3	Der Rover muss Hindernisse auf dem Fahrweg entdecken und <10 cm mit einem Notstopp reagieren.	1
4	Wird das Hindernis entfernt, startet der Rover mit einem neuen Umfeld-Scan.	1
5	Die Messwerte Zeitstempel in s, PosX in cm, PosY in cm und den Kurswinkel in ° müssen Semikolon-separiert seriell ausgegeben werden. ($x,y,\mathrm{\Psi }$) müssen sich auf die Startposition und Ausrichtung beziehen (vgl. Abb. 2).	1
6	Die Daten müssen mit MATLAB® seriell empfangen werden.	1
7	In MATLAB® muss die Pose des Rovers ($x,y,\mathrm{\Psi }$) in einem XY-Plot in einer Karte live eingezeichnet werden.	1

Demos

Demo Sender.ino 

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  static byte wert = 0;
  wert++;
  Serial.println(wert);
  delay(50);
} 
end;

Demo Empfang.m 

clear; clc;
s = serialport("COM4",115200);
figure;
h = animatedline;
xlabel('Zeit');
ylabel('Messwert');
start = datetime('now');
while true
    daten = readline(s);
    wert = str2double(daten);
    t = seconds(datetime('now') - start);
    addpoints(h,t,wert);
end

Durchführung

Aufgabe 6.1

Planen Sie Ihre Software mittels Programmablaufplan (PAP).

Das PAP soll über folgeden Eigenschaften verfügen:

• Bezug zum Programm
• Header (Autoren, Gruppe, Datum, Funktion,...)
• erläuternde Kommentare und
• eine verständliche Funktionsbeschreibung

Sichern Sie das Zustandsdiagramm in den ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.

Arbeitsergebnis: MarsRover.pap

Aufgabe 6.2

Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm FTF.ino muss folgende Anforderungen erfüllen

• Header,
• erläuternde Kommentare,
• einhalten der Programmierrichtlinien und die
• Umsetzung der Funktionalität gemäß Tabelle 1.

Arbeitsergebnis: MarsRover.ino, zeigeRoboterPose.m

Aufgabe 6.3

Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.

Tabelle 2: Testprotokoll

Req.	Testergebnis: bestanden/nicht bestanden	Geprüft von Prof. Schneider
1
2
3
4
5
6
7

Arbeitsergebnis: Testprotokoll

Aufgabe 6.4

Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nachhaltig in SVN.

• Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
• Sichern Sie alle Ergebnisse mit einem aussagekräftigen Text (log-message) in SVN.
• Halten Sie die Programmierrichtlinie für C ein.
• Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für C).
• Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
• Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z. B. Inf2P_A1\Termin_06\).

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Hinweise

• Erbringen Sie eine Eigenleistung. Plagiate werden mit 0 Punkten bewertet.
• Gehen Sie systematisch vor Planung → Umsetzung → Test → Dokumentation.

Bewertung

Tabelle 3: Bewertungskriterien für die Prüfung

#	Aufgabe	Punkte
6.1	Qualität der Planungsdaten
	Bezug zum Programm	0,5
	Header (Autoren, Datum, Funktion,...)	0,5
	Erläuternde Kommentare	0,5
	Verständliche Funktionsbeschreibung	1
6.2	Umsetzung des PAP
	Header (Autoren, Datum, Funktion,...)	0,5
	Erläuternde Kommentare	0,5
	Einhalten der Programmierrichtlinien	0,5
	1:1 Umsetzung der Planung	1
6.3	Test der Anforderungen
	1-7 (je 0,5, s. Tabelle 1)	3,5
6.4	Umgang mit SVN	0,5
	Ordner angelegt	0,5
	Aussagekräftige Log-Messages	0,5
	Summe:	10

Ausblick zur nächsten Lektion

In der nächsten Lektion besprechen wir eine mögliche Lösung der Prüfungsaufgabe und Sie haben die Möglichkeit Ihre Programme zu überarbeiten.

---

→ Termine 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
→ zurück zum Hauptartikel: Informatik Praktikum 2
→ Haben Sie Fragen? Informatik Praktikum FAQ