AEP Gruppe C1

In diesem Wiki-Beitrag möchten wir, das Projektteam C1 des Informatikpraktikum II (SoSe14) des Studiengangs Mechatronik 2. Semester,
unsere Ergebnisse und Erfahrungen des Projektes Autonomes Einparken (AEP) mit LEGO Mindstorms präsentieren.

Roboter im LEGO Designer

Das Praktikum der Hochschule Hamm-Lippstadt wurde von Prof. Schneider betreut. Unter dem Reiter "Downloads" besteht die Möglichkeit,
einen Bauplan unseres LEGO Systems im PDF-Format und ein Video, welches den Roboter in Aktion zeigt, herunter zu laden.

Projektziele

• Entwicklung und Programmierung eines mobilen, autonom einparkenden Roboters
• Fahrzeugbau soll sich an der Realität orientieren
• Verwendung von Lego Mindstorms
  • NXT-Baustein
  • Ultraschallsensor
  • Gierratensensor
  • NXT-Motoren
• Programmierung in NXC, MATLAB und Simulink
• Grundkenntnisse der Digital- und Regelungstechnik erarbeiten

Projektteam

Roboter beim Einparken

• Madleine Kahr
  • Roboterbau
  • Programmierung
• Kai Jacobs
  • Programmierung
  • Roboterbau
  • Videoschnitt
• Jan Völlmecke
  • Konstruktion
  • Visualisierung
  • Programmierung
• Adam Fankhauser
  • Programmierung
  • Kon­zep­ti­o­nie­rung

Projektorganisation

1. Besprechung der Meilensteine
2. Zuweisung der Arbeitspakete/ Aufgaben an die Teammitglieder
3. Zeitlimit setzen
4. Einzelbearbeitung der zugewiesenen Aufgabe
5. Zwischemeeting um Probleme und Ergebnisse vorzustellen
6. Gemeinsame Bearbeitung bis zum Endprodukt

Arbeitspakete/ Meilensteine

Die folgende Grafik zeigt die zeitliche Bearbeitung der einzelnen Meilensteine, welche an die Aufgabenzettel der jeweiligen Praktikumstermine angelehnt sind.
Die Projektwochen beziehen sich auf die zwei Wochen vor jedem Abgabetermin. Grünhinterlegte Felder kennzeichnen die Zeiträume in dem die Aufgaben abgearbeitet wurden,
wie zum Beispiel Kick-off-Meeting oder die Einarbeitung in die Programmieroberfläche.

Fahrzeug

Der Bau unseres Fahrzeuges wurde an ein reales Automobil angelehnt. Die Positionierung der Motoren wurde flach vorgenommen, um einen tiefen Schwerpunkt zu gewährleisten.
Ein Motor wurde für den Antrieb der Hinterachse mit Differentialgetriebe verwendet, der andere dient zur Ansteuerung der Lenkung der Vorderachse.
Wichtig war es, den NXT-Baustein gut zugänglich und stabil zu befestigen. Dieser liegt horizontal über den beiden Motoren. Die Positionen der verwendeten Sensoren wurden so gewählt,
um die Störungen durch Antriebseinflüsse möglichst gering zu halten.

Differentialgetriebe

Lenkungsantrieb

Fahrzeugkennwerte	Wert
Fahrzeuglänge	294 mm
Fahrzeugbreite	145 mm
Spurweite vorn	121 mm
Spurweite hinten	121 mm
Achsabstand	210 mm
Max. Radeinschlag	45°

Programmablaufplan

Im Folgenden ist unser Programmablaufplan der softwareseitigen Projektlösung visualisiert. Das Programm startet mit einer Offset-Kalibrierung des Gierratensensors.
Anschließen fährt das Fahrzeug geregelt geradeaus, bis eine passende Parkmöglichkeit gefunden wurde. Nun stoppt der Roboter und parkt in drei Zügen autonom ein (siehe Grafik: Zustandsmaschine):

• Rückwärtsfahren mit Lenkeinschlag
• Paralleles Ausrichten zur Parklücke
• Mittig in der Parklücke platzieren

Ist der Parkvorgang erfolgreich abgeschlossen spielt der NXT-Baustein eine Melodie und beendet das Programm.

Erfahrungen

Das Informatikpraktium II hat uns die Möglichkeit gegeben, unsere theoretischen Kenntnisse aus den Informatikvorlesungen praktisch einzusetzen.
Dabei haben wir den Aufbau mechatronischer Systeme kennengelernt und unsere Erfahrungen in Digital- und Regelungstechnik spielerisch vertieft.
Des Weiteren haben wir uns mit MATLAB und Simulink auseinandergesetzt und eine Menge Erfahrung gesammelt, welche auch in zukünftigen Ingenieursberufen oft von Nöten sind .
Gefördert wurde auch die Arbeit im Team und unser Zeitmanagement hat sich verbessert.

Weblinks

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

Downloads

• Roboterbauplan im *.pdf-Format
• Video des Roboterprojektes im *.mp4-Format (ZIP)

YouTube Videos

Einleitung

Autonomes Einparken - Team C1

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