SDE Systementwicklung WS25/26: Spurverfolgung mit Kamera: Unterschied zwischen den Versionen
Zur Navigation springen
Zur Suche springen
| Zeile 93: | Zeile 93: | ||
| 4 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/empfangePrismaPosition.m <code>empfangePrismaPosition.m</code>]|| MATLAB®_Modultest || Jan Steffens || | | 4 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/empfangePrismaPosition.m <code>empfangePrismaPosition.m</code>]|| MATLAB®_Modultest || Jan Steffens || | ||
|- | |- | ||
| 5 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/KalmanFilter.m|| MATLAB®_Modultest || Jan Steffens || | | 5 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/KalmanFilter.m <code>KalmanFilter.m</code>]]|| MATLAB®_Modultest || Jan Steffens || | ||
|- | |- | ||
| 6 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/Simulink/SpurRegelungAlphaBot.slx <code>SpurRegelungAlphaBot.slx → Subsystem Wertevergleich</code>] || Simulink Test || Lukas Berkemeier | | 6 || [https://svn.hshl.de/svn/MTR_SDE_Praktikum/trunk/Software/AlphaBot/m-files/Simulink/SpurRegelungAlphaBot.slx <code>SpurRegelungAlphaBot.slx → Subsystem Wertevergleich</code>] || Simulink Test || Lukas Berkemeier | ||
Version vom 17. Dezember 2025, 13:14 Uhr
| Autoren: | Jan Steffens & Lukas Berkemeier |
| 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 |
| Sprint 1: | Autonome Fahrbahnvermessung |
| Zeit: | Dienstag, 08:15 - 10:30 Uhr, Selbstlernzeit: TBD |
| Ort: | Labor L3.3-E01-180 (Autonome Systeme) |
Einleitung
Zu Sprint 2 wurde die Fahrbahn vollständig vermessen und als digitale Karte gespeichert (vgl. Abb. 1, 2). Die Position des Prismas kann während der Fahrt gemessen und in die Referenzkarte eingezeichnet werden. Aufgabe dieses Sprints einen Autonomen Mobilen Roboter (AMR) via Kamera und Spurerkennung in der rechten Fahrspur gereglt zu fahren, diese Fahrt zu vermessen und in die Karte zu übertragen.
| Req. | Beschreibung | Priorität |
|---|---|---|
| 1 | Ein AMR muss autonom in der rechten Fahrspur fahren. | 1 |
| 2 | Als Referenzmessystem kommt die Topcon Robotic Total Station zum Einsatz. | 1 |
| 3 | Der AMR muss die Fahrbahndaten via Kamera (Pixy2.1) auswerten, um der Fahrspur zu folgen. | 1 |
| 4 | Die Referenzwerte müssen mit MATLAB® aufgezeichnet werden (x, y, ). | 1 |
| 5 | Messfehler müssen geeignet gefiltert werden. | 1 |
| 6 | Die zweidimensionale digitalen Karte mit der Roboterpose während der Fahrt muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden. |
1 |
| 7 | Das Vorgehen muss am KANBAN-Board geplant und verfolgt werden. | 1 |
| 8 | Lösungsweg und Lösung muss in diesem Wiki-Artikel dokumentiert werden. | 1 |
| 9 | Als AMR muss ein AlphaBot eingesetzt werden. | 1 |
| 10 | Als Software für die Regelung muss MATLAB®/Simulink eingesetzt werden. | 1 |
| AP | Beschreibung | Req. | Zuständigkeit |
|---|---|---|---|
| 2.1 | Spurerkennung mit der Pixy2.1 | 3, 9 | Berkemeier |
| 2.2 | Berechnung der Ist-Ablage zur Sollinie | 1 | Berkemeier |
| 2.3 | Geregelte Fahrt in der rechten Fahrspur anhand der Ist-Ablage. | 1 | Berkemeier |
| 2.4 | Messung der Ist-Position mittels Topcon Robotic Total Station | 2, 4 | Steffens |
| 2.5 | Glättung der Messwerte mittels Kalman-Filter (x, y, vx, vy) | 5 | Steffens |
| 2.6 | Schätzung der Roboterpose | 1 | Steffens |
| 2.7 | Einzeichnen der Messwerte in die digitale Karte und Speicherung der Karte als Rundkurs.mat |
6 | Steffens |
| 2.8 | Überarbeitung/Verbesserung des Artikels Referenzmessung_mit_der_Topcon_Robotic_Total_Station | 8 | Berkemeier |
Planung (Plan)
Ziel-Zustand
Umsetzung (Do)
Test und Dokumentation (Check)
Modultests
Nutzen Sie die in Reliability Engineering gelehrten Methoden zum Modultest.
- MATLAB®-Quelltext: MATLAB®-Modultest
- Simulink-Modell: Simulink Test
| # | Modul | Testverfahren | Verantwortung | Testbericht |
|---|---|---|---|---|
| 1 | starteAlphaBotMapping.m |
MATLAB®_Modultest | Jan Steffens | |
| 2 | leseReferenzpunkte.m |
MATLAB®_Modultest | Jan Steffens | |
| 3 | KosTrafoTzuWelt.m |
MATLAB®_Modultest | Jan Steffens | |
| 4 | empfangePrismaPosition.m |
MATLAB®_Modultest | Jan Steffens | |
| 5 | KalmanFilter.m] |
MATLAB®_Modultest | Jan Steffens | |
| 6 | SpurRegelungAlphaBot.slx → Subsystem Wertevergleich |
Simulink Test | Lukas Berkemeier | |
| 7 | SpurRegelungAlphaBot.slx → Subsystem PID-Regler] |
Simulink Test | Lukas Berkemeier |
Systemtest gegen die Anforderungen
| Req. | Beschreibung | Testergebnis | Erfüllt |
|---|---|---|---|
| 1 | Ein AMR muss autonom in der rechten Fahrspur fahren. | ||
| 2 | Als Referenzmessystem kommt die Topcon Robotic Total Station zum Einsatz. | ||
| 3 | Der AMR muss die Fahrbahndaten via Kamera (Pixy2.1) auswerten, um der Fahrspur zu folgen. | ||
| 4 | Die Referenzwerte müssen mit MATLAB® aufgezeichnet werden (x, y, ). | ||
| 5 | Messfehler müssen geeignet gefiltert werden. | ||
| 6 | Die zweidimensionale digitalen Karte mit der Roboterpose während der Fahrt muss als MATLAB®-Datei (.mat) bereitgestellt werden. |
||
| 7 | Das Vorgehen muss am KANBAN-Board geplant und verfolgt werden. | ||
| 8 | Lösungsweg und Lösung muss in diesem Wiki-Artikel dokumentiert werden. | ||
| 9 | Als AMR muss ein AlphaBot eingesetzt werden. | ||
| 10 | Als Software für die Regelung muss MATLAB®/Simulink eingesetzt werden. |
Fehlerbehebung (Act)
Zusammenfassung
Anhang
Wichtige Links:
- https://docs.pixycam.com/wiki/doku.php?id=wiki:v2:pixy_serial_protocol
- https://www.waveshare.com/UNO-PLUS.htm
- https://www.waveshare.com/wiki/UNO_PLUS
- Einstellung der Kamera: https://docs.pixycam.com/wiki/doku.php?id=wiki:v2:porting_guide
→ zurück zum Hauptartikel: SDE Praktikum Systementwurf SoSe2025
→ zurück zum Artikel: SDE-Team 2025/26