AEP Gruppe B2 - SoSe18: Unterschied zwischen den Versionen

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== Software ==
== Software ==


Als Software, um den Parkalgorithmus zu programmieren, wurde die Toolbox der RWTH Aachen in MATLAB genutzt. Dieses Programm ermöglicht es, Algorithmen zu entwickeln, die sowohl mit spezifischen Befehlen für den Lego-Rechner, als auch mit bekannten Kontrollstrukturen wie „for“- oder „while“-Schleifen aus Programmiersprachen wie C++ arbeiten. Im Vergleich zu den klassischen NXT Programmen, ist hier eine theoretisch unbegrenzte Programmgröße möglich. Des Weiteren bietet Matlab (Toolbox der RWTH Aachen) bereits implementierte komplexe numerische Funktionen und Algorithmen an, wie z.B. eine Routine für das Kalibrieren und Initialisieren des Gyroskops. Die erforderlichen Toolboxen und Bibliotheken lassen sich ganz einfach in der Programmierumgebung integrieren und nutzen. Hilfreich sind dabei auch die gut dokumentierten Befehlsbeschreibungen, die sich per Rechtsklick öffnen lassen, sowie die detailliert erläuterten Erklärungen und Beispiele, die sich auf der Internetseite der Firma [http://de.mathworks.com/ Mathworks] oder der [http://www.mindstorms.rwth-aachen.de/ RWTH Aachen] finden lassen.
In diesem Semester wurde MATLAB von der Firma [http://de.mathworks.com/ Mathworks] zum Programmieren des NXT genutzt. Hierzu musste allerdings zuerst die Toolbox der RWTH Aachen in MATLAB integriert werden. Diese Toolbox bietet die Möglichkeit Programme zu erstellen und diese Befehle an den NXT zu senden. Da die Programme nun nicht mehr auf dem NXT gespeichert werden, sondern vom Computer per Bluetooth oder Kabel übertragen werden, können hier größere Programme erstellt werden als bei den klassischen NXT Programmen. In der Toolbox sind viel Funktionen und Algorithmen bereits implementiert, welche das Programmieren erleichtern. Einführungen und Beispielprogramme findet man auf der Internetseite der [http://www.mindstorms.rwth-aachen.de/ RWTH Aachen].
In den letzten beiden Terminen wurde die Programmier-Software geändert. Anstatt dem dateiorientierten, modularen Aufbau des Codes in MATLAB wurde nun das Simulationswerkzeug [https://de.wikipedia.org/wiki/Simulink Simulink] verwendet. Simulink ist eine Toolbox aus der Umgebung Matlab, die ein Editierfenster als Oberfläche bietet. Dort können sogenannte Funktionsblöcke per Drag and Drop eingefügt werden und logisch untereinander verbunden werden. Der Vorteil liegt darin, dass Simulink speziell konzipiert und daher gut geeignet ist für die Simulation dynamischer Systeme. Das Aussehen der programmierten Gesamtsysteme ähnelt den, aus der Systemtechnik bekannten, Blockschaltbildern, die zur Veranschaulichung von technischen Zusammenhängen verwendet werden. Da eine ergebnisreiche Realisierung mit Simulink aus Gründen der geringen Zeitfenster nicht mehr möglich war, entschieden wir unser Programm weiterhin mit Matlab zu gestalten. So konnten wir einige Verbesserungen umsetzen und den Algorithmus so zuverlässiger arbeiten lassen.
Nach dem das Programm bei MATLAB fertig geschrieben und funktionsfähig war sollte die gleiche Aufgabenstellung mit [https://de.wikipedia.org/wiki/Simulink Simulink] gelöst werden. Simulink ist eine in MATLAB integrierte Toolbox, bei der man keinen Quellcode erstellt, sondern eine Struktur aus Logik-Blöcken erstellt. Die Blöcke könne per Drag and Drop in das Programmierfenster gezogen und miteinander verknüpft werden. Der Vorteil von Simulink ist, dass man einen besseren Überblick über die Programme hat und auch mehrere Bausteine zu einer Funktion zusammen führen und als einzelnen Block darstellen lassen kann. Die Verbindung der einzelnen Bausteine veranschaulicht zudem die technischen Zusammenhänge und macht es für Außenstehende verständlicher.
 
Aufgrund der fehlenden Zeit haben wir uns entschieden das Programm mit MATLAB zu Ende zu programmieren, da eine ausreichende Einarbeitung in Simulink in zwei Praktikumsterminen nicht möglich war.
 
 


== Einparkkonzept als Programm-Ablauf-Plan ==
== Einparkkonzept als Programm-Ablauf-Plan ==

Version vom 5. Juli 2018, 21:08 Uhr

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Vorderansicht des Roboters

Die Aufgabe im Infopraktikum 2 bestand darin ein Fahrzeug zu Konstruieren und zu programmieren, bis der Roboter automatisch in eine parklücke einparken kann.

Dazu musste zunächst ein Fahrzeug mit Hilfe von Lego- Mindstorm Komponenten konstruiert werden. Dabei wurde darauf geachtet die Konstruktion möglichst real Getreu zu bauen. Deshalb verfügt Fahrzeug über eine lenkbare Vorderachse, die durch Zahnräder verbunden wurde. Zudem verfügt die Antriebsachse, die die Hinterachse ist über ein Differrenzielgetriebe. Zudem besitzt der PKW über einem Ultraschallsensor, sowie einem Gierratensensor. Durch das Differential ist der Wendekreis sehr kleineren und sich die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können.






Vorstellung der Gruppe und Kompetenzbereich

Lukas Kriete:

Programmierung, Konstruktion, Wiki- Artikel 

Moritz Oberg:

Programmierung, Konstruktion, Lego Digital Designer 

Jendrik Terharen::

Programmierung, Konstruktion










Hardware

Ansicht von rechts des Roboters
Ansicht von links des Roboters

Die erste Aufgabe bestand darin ein Fahrzeug zu konstruieren. Da


Lego NXT Brick

Der NXT- Brick ist das "Gehirn" von dem Fahrzeug. Bei ihm werden alle Sensoren und Motoren angeschlossen.

Aktuatoren

Das Fahrzeug ist mit zwei Motoren ausgestattet. Dererste Motot ist für die Fahrt nach vorne und hinten verantwortlich. Der zweite Motot dient zur Lenkung.

Sensoren

• Der Gyrosensor ist ein Beschleunigungs- oder Lagesensor zu Ermittlung der aktuellen Lage des Fahrzeugs
• Der Ultraschallsensor erfasst den Abstand zu einem Objekt. Dadurch kann eine passenden Parklücke für das Fahrzeug gefunden werden















Abmessung des Roboters

Parameter Wert
Fahrzeuglänge 235 mm
Fahrzeugbreite 170 mm
Spurweite (vorn) 130 mm
Spurweite (hinten) 125 mm
Achsabstand 180 mm
Max. Radeinschlagswinkel Linkseinschlag in Deg 180 mm
Max. Radeinschlagswinkel Rechtseinschlag in Deg 180 mm

Software

In diesem Semester wurde MATLAB von der Firma Mathworks zum Programmieren des NXT genutzt. Hierzu musste allerdings zuerst die Toolbox der RWTH Aachen in MATLAB integriert werden. Diese Toolbox bietet die Möglichkeit Programme zu erstellen und diese Befehle an den NXT zu senden. Da die Programme nun nicht mehr auf dem NXT gespeichert werden, sondern vom Computer per Bluetooth oder Kabel übertragen werden, können hier größere Programme erstellt werden als bei den klassischen NXT Programmen. In der Toolbox sind viel Funktionen und Algorithmen bereits implementiert, welche das Programmieren erleichtern. Einführungen und Beispielprogramme findet man auf der Internetseite der RWTH Aachen. Nach dem das Programm bei MATLAB fertig geschrieben und funktionsfähig war sollte die gleiche Aufgabenstellung mit Simulink gelöst werden. Simulink ist eine in MATLAB integrierte Toolbox, bei der man keinen Quellcode erstellt, sondern eine Struktur aus Logik-Blöcken erstellt. Die Blöcke könne per Drag and Drop in das Programmierfenster gezogen und miteinander verknüpft werden. Der Vorteil von Simulink ist, dass man einen besseren Überblick über die Programme hat und auch mehrere Bausteine zu einer Funktion zusammen führen und als einzelnen Block darstellen lassen kann. Die Verbindung der einzelnen Bausteine veranschaulicht zudem die technischen Zusammenhänge und macht es für Außenstehende verständlicher. Aufgrund der fehlenden Zeit haben wir uns entschieden das Programm mit MATLAB zu Ende zu programmieren, da eine ausreichende Einarbeitung in Simulink in zwei Praktikumsterminen nicht möglich war.

Einparkkonzept als Programm-Ablauf-Plan

Die Lücke finden
Gerade ausfahren
autonomes Einparken Abschnitt 1
autonomes Einparken Abschnitt 2


























































































Link zum Video

Um unseren Booby in Action zu sehen und um uns kurz vorzustellen klicke auf den Link

Was haben wir gelernt?

  1. Grafische Programmierung mithilfe von NXT 2.1
  2. Praktische Anwendung der Programmierkenntnisse mithilfe von Matlab
  3. Programmumsetzung in simulink
  4. Umgang mit SVN
  5. Sensoren und ihre Funktionsweise
  6. Teamarbeit und Aufgabenverteilung
  7. Nachvollziehabre Dokumentation im Quellcode
  8. Erstellung eines Filmes


Link zu unserem svn-Ordner

Hier befindet sich unser svn-Ordner

Literaturverzeichnis


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