Anforderungen Praktikum Systementwurf SoSe2025

Abb. 1: MTR Praktikum Systementwurf

Dozent:	Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul	Mechatronik, Systementwicklung (Wahlpflichtprofil „Systems Design Engineering“), Sommersemester
Modulbezeichnung:	MTR-B-2-6.11
Modulverantwortung:	Ulrich Schneider
Lehrveranstaltung:	Praktikum Systementwurf
Zeit:	Dienstag, 11:00 - 12:30 Uhr, gKW, 14-tägig
Ort:	Labor L3.3-E01-180 (Autonome Systeme)

Zielsetzung

Abb. 2: Taxonomiestufen nach Bloom

• Anwendung aktueller Methoden und Werkzeuge
• Rapid Control Prototyping
• Systematische Herangehensweise bei der Analyse und Entwicklung von Funktionen
• Verständnis der Funktionen/Module/etc. eines umfangreichen Software-Systems bei Fahrzeugen

Lernziele

Sie erlangen durch das Praktikum

• praktische Erfahrungen bei der eigenständigen Entwicklung eines umfangreichen mechatronischen Systems unter Einsatz geeigneter Methoden und Werkzeuge
• Kompetenzen in der Projektplanung und –leitung (d. h. auch Projekte rechtzeitig und mit geplanter Reife/Budget/etc. zu Ende zu bringen)
• Kompetenzen in allgemeinen gruppendynamischen Prozessen innerhalb eines Entwicklungsteams (Teamfähigkeit),
• Kompetenz der systematischen Systementwicklung von Anforderung über Umsetzung bis hin zum Test,
• Kompetenzen in der Präsentation von Konzepten.

Nach Durchführung der Auftaktveranstaltung inkl. Nachbereitung

• kennen Sie das Konzept des SDE Praktikums im 6. und 7. Semester.
• können Sie nachhaltig in SVN arbeiten.
• kennen Sie die grundlegende Bedienung von MATLAB/Simulink.
• kennen Sie die Systemkomponenten des Projektfahrzeugs im Detail.
• kennen Sie die Systemarchitektur des Projektfahrzeugs im Detail.
• kennen Sie die Ablagestruktur in SVN.
• kennen Sie die Artikelstruktur im HSHL Wiki.
• kennen Sie das Lastenheft.
• kennen Sie die Programmierrichtlinien.
• berücksichtigen Sie das Schnittstellendokument.
• kennen Sie den Ablauf des Praktikums im Wintersemester.
• wissen Sie, was bis zum kommenden Praktikumstermin vorzubereiten ist.

V-Modell

Abb. 3: Systementwicklung nach dem V-Modell

6. Semester: Systementwurf (Sommersemester)

• Anforderungsmanagement
• Prototyp-Entwicklung und Test
• Simulation
• Meilensteinpräsentationen
• Zwischenbericht

• Einarbeitung in die Methoden und Werkzeuge rund um das autonome Fahrzeug
• Workshops mit Selbstlernanteilen
• Lernzielkontrollen zu wichtigen Themen

7. Semester: Systemimplementierung (Wintersemester)

• Serienreife (z. B. Embedded Low Cost System)
• Test
• Systemabnahme
• Meilensteinpräsentationen
• Abschlussbericht

• Arbeiten nach Prozessmodell (V-Modell, Sprints, Kanban,…)
• Umsetzung eigener (Weiter-) Entwicklungen
• Ziel: Selbstfahrendes Fahrzeug

Tabelle 1: Vorgehen nach dem V-Prozessmodell

Anforderungsdefinition Anforderungen aufstellen, Infos vom Auftraggeber sammeln	Abnahmetest Produkt wie vereinbart?
Funktionaler Systementwurf Systemstruktur ermitteln (lösungsneutral)	Systemtest System als Ganzes anforderungsgemäß?
Technischer Systementwurf Zerlegung des Systems, Festlegen von Schnittstellen	Integrationstest Zusammenbau/Integration von Komponenten funktioniert
Komponentenspezifikation Definition von Aufgabe, Verhalten, innerer Aufbau und Schnittstellen	Komponententest Jede Komponente erfüllt Vorgaben?
Programmierung Eigentliche Erstellung, Implementierung jedes Bausteins

Software-Werkzeuge

Nur die nahfolgenden Software-Werkzeuge sind erlaubt.

Projektorganisation

• Projektplanung: GanttProject
• Versionsverwaltung: Subversion (SVN)
• Anforderungsmanagement: Doors oder Word
• Pflichtenheft: Doors oder Excel

Realisierung von Software

• System- und Softwarearchitektur: yEd Graph Editor, PAP Designer, SystemDesk (kann)
• Simulation: MATLAB^®/Simulink R2019b 64bit
• Softwareentwicklung: MATLAB^®/Simulink , MS Visual Studio
• Versionsvergleich: WinMerge

Qualitätssicherung

• Dateimanagement: Total Commander
• Dokumentation: HSHL Wiki
• Coding-Guidelines verwenden (siehe Namenskonventionen.pdf)
• Statische Codeanalyse: QA-C, QA-C++
• Dynamische Codeanalyse: Cantata, MATLAB^®/Simulink (inkl. Polyspace)

Inhalt

1. Projektvorstellung
2. Nachhaltig in SVN arbeiten
3. Bedienung von MATLAB/Simulink
4. Systemkomponenten des Projektfahrzeugs im Detail
5. Systemarchitektur des Projektfahrzeugs im Detail.
6. Ablagestruktur in SVN.
7. Artikelstruktur im HSHL Wiki.
8. Lastenheft
9. Programmierrichtlinien
10. Schnittstellendokument

Pflichttermine

Immer dienstags, 8:15-10:30 Uhr im Labor „Autonome Systeme“ (L3.3-E01-210).

Sprechen Sie Ihren wöchentlichen Selbstlerntermin im Labor mir Herrn Ebmeyer ab.

1. Aufgabe: Autonome Fahrbahnvermessung

Abb. 1: Autonome Fahrbahnvermessung im Labor Autonome Systeme

Für verschiedene Aufgaben im Forschungsbereich des Autonomen Fahrens wird eine Referenzmessung (Ground Truth) benötigt um beispielsweise Messwerte zu bewerten. Statten Sie einen bestehenden Roboter mit einem Linienverfolger aus, so dass dieser die bestehenden Fahrbahnränder abfährt. Zeichnen Sie dabei die Koordinaten mit einem Referenzsystem auf und erstellen Sie so eine Karte der bestehenden Fahrbahn (vgl. Abb. 1)

Tabelle 2: Anforderung an die Autonome Fahrbahnvermessung

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Ein AlphaBot muss die drei Linien der Fahrbahn autonom verfolgen.	1
2	Als Referenzmessystem kommt die Topcon Robotic Total Station zum Einsatz.	1
3	Das Prisma wird auf einer zu fertigenden Halterung über der Lenkachse des AlphaBot montiert.	1
4	Die Referenzwerte müssen mit MATLAB® aufgezeichnet werden.	1
5	Fehler in den Messwerten müssen bereinigt werden.	1
6	Die zweidimensionale digitalen Karte muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden.	1
7	Das Vorgehen muss als Gantt-Diagramm geplant werden.	1
8	Lösungsweg und Lösung muss im Wiki dokumentiert werden.	1
9	Nach Erstellen der digitalen Karte muss die Fahrt des AlphaBot in der Karte eingezeichnet werden.	1

---

→ zurück zum Hauptartikel: SDE-Team 2025/26