ASF Gruppe A1

In diesem Wiki-Beitrag möchte das Projektteam A1 kurz unsere Ergebnisse und Erfahrungen des Projektes Autonome Spurführung (ASF) vorstellen.

Lego Fahrzeug

Der Bauplan unseres Fahrzeuges ist unter "Downloads" zum Download bereit gestellt.

Praktikumsziele

• Entwicklung eines Lego Roboters zur autonomen Spurverfolgung
• Fahrzeugbau soll sich an der Realität orientieren
• Verwendung von Lego Mindstorms
• Programmierung in NXC, MATLAB

Projektteam

• Hendrik Buchheister
  • Roboterbau
  • Programmierung
  • Konstruktion
• Pascal Siekmann
  • Projektmanagement
  • Programmierung
  • Videoschnitt
• Hannes Ewald
  • Roboterbau
  • Systemkonzept
  • Programmierung

Meilensteine

1.
Aufbau des Pkw.-Chassis mittels Lego Mindstorms möglichst realitätsnah. Die Längsregelung sollte mit einem Differential Getriebe realisiert werden und die Querregelung sollte ein maximales Lenkspiel von 40° haben. Anschließend haben wir den NXT mittels MatLab und der RWTH-Aachen Toolbox per USB-Kabel an den PC angeschlossen. Unsere erste Programmieraufgabe war es den Roboter einen Meter geradeaus vorwärts zu fahren.
2.
Zu diesem Termin sollten wir den Radeinschlagswinkel über die Zeit darstellen und als Graph plotten. Außerdem sollten wir die Längsregelung sanft ansteuern bis zu seiner maximalen Geschwindigkeit. Als Vorbereitung für den nächsten Termin haben wir uns diverse Filter und Beispiele aus der RWTH-Toolbox angeschaut. Des Weiteren haben wir die Kamera über NXT-CamView eingebunden
3.
Heute sollten wir das Beispiel vom letzten Mal erklären können und auf unseren Roboter anwenden, sowie einen PD-Regelungsalgorithmus schreiben.
4.
An diesem Termin haben wir unseren Regelentwurf untersucht und Daten, die die Kamera aufgenommen hat in eine Textdatei zum debuggen geschrieben. Nun mussten wir nur noch einzelne Bilder zyklisch auf die Festplatte speichern und anschließend die Kamera auf Lane-Tracking umstellen.
5.
Jetzt war es soweit die gelernten Erkenntnisse aus MatLab in NXT umzusetzen. Hierzu sollten wir erstmal die Querregelung und die Längsregelung funktional Programmieren, sowie ein Multitasking erstellen. Anschließend mussten wir nur noch die Kamera über NXT einbinden.
6.
Zum letzten Termin haben wir dann alle gesammelten Kenntnisse zusammengefasst und den Roboter auf der Teststrecke seinen Runden Fahren lassen.

Lego Fahrzeug

Unser Fahrzeug wurde in Modul Bauweise realisiert. Die Kamera wurde im Vorderen Teil des Fahrzeuges dreh und schwenkbar angebracht. Sie ist so ausgerichtet das der rechte Seitenstreifen an der oberen Bildkante bei gerader Strecke mittig erscheint. Der zentrale NXT Brick icht offen und zugänglich mittig im Fahrzeug angebracht, er dient nicht als tragendes Bauteil der Konstruktion. Die Antribsleistung wird über ein Differential auf beide Räder der Hinterachse verteilt. Die Lenkung besitzt eine hohe spielarm Übersetzte Lenkung.

Fahrzeugkennwerte

• Fahrzeuglänge: 304 mm
• Fahrzeugbreite: 160 mm
• Spurweite vorn: 128 mm
• Spurweite hinten: 128 mm
• Achsabstand: 228 mm
• max. Radeinschlag: 35-5°

Programmablaufplan

Praktikumsinhalte

• Matlab einarbeitung
• PD Regelkreise
• Filter
• Kameraauswertung
• Fahrzeugkonstruktion

Weblinks

• MathWorks MATLAB
• RWTH Toolbox für Matlab
• LEGO Digital Designer
• LEGO Mindstorms
• NXC

Downloads

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