AEP - Einparksensorik

Autoren: Julin Horstkötter, Levin Baumeister

Hinweis: Dieser Artikel befindet sich derzeit noch im Aufbau.

Einleitung

Das im SDE Praktikum verwendete Fahrzeug ist mit diverser Sensorik ausgestattet. Dieser Artikel befasst sich insbesondere mit den für das autonome Einparken benötigten Sensoren. Der Einsatz der Sensoren leitet sich anhand von dem im Lastenheft definierten Anforderungen her.
In Kürze stellt dieser Artikel den aktuellen Stand der Einparksensorik dar. Außerdem werden zusammenhängende Funktions-Erklärungen gegeben, da die Sensoren für die Umsetzung des Einparkalgorithmus von essentieller Bedeutung sind.

Der Einparkalgorithmus greift auf die in diesem Artikel beschriebene Einparksensorik zurück.

Dafür werden zunächst die Anforderungen aufgezeigt, die in direkter Verbindung mit der Sensorik stehen. Im weiteren Verlauf werden die Sensoren im Detail beschrieben und erläutert. Schließlich wird auf die aktuelle Verwendung, offline sowie online, eingegangen.
Dieser Artikel wird dynamisch erweitert, so dass dieser den jeweils aktuellen Arbeitsstand berücksichtigt. Der aktuelle Bearbeitungsstand des AEP-Softwarebereichs ist jederzeit in einem teamspezifischen SVN-Branch erreichbar.

Das systematische Vorgehen bei der Entwicklung des Modells orientiert sich am V-Prozessmodell.

Anforderungen

Im Lastenheft werden zur Einparksensorik folgende Anforderungen gestellt:

• Funktionale Anforderungen:

• Nicht-funktionale Anforderungen:

Das Pflichtenheft im aktuellen Stand zeigt sich wie folgt:

Verlinkungen derzeitiger Wiki-Artikel

Derzeitige Misstände

Hier sind Wiki-Artikel verlinkt, die den Stand der Einparksensorik bislang dokumentieren. Bei genauerer Betrachtung zeigen sich folgende Auffälligkeiten. Die Übersicht der bereits aktualisierten Artikel befindet sich unter Aktualisierte Artikel. Achtung: Die folgende Verlinkung führt jeweils zu den alten unbearbeiteten Artikeln aus dem Wintersemester 2019/20 (Stand 22.04.2020):

• Artikel beziehen sich auf einen veralteten Stand, z.B. Infrarot Sensor
• Artikel sind teilweise in sich wiedersprüchlich, z.B. Offset-Kompensation Gyro Sensor
• Artikel weisen Fehler in der Wiki-Syntax auf, z.B. Simulation der IR-Einparksensorik
• Artikel weisen orthografische Fehler auf, z.B. Simulation der IR-Einparksensorik
• Tote Links, insbesondere zu SVN, z.B. Test der Abstandssensorik

Vorhandene Artikel

Auflisten der vorhandenen Artikel, die sich mit der Einparksensorik des Fahrzeugs befassen. Konkret geht es um die IR-Sensoren, die Hall-Sensoren und den Gierratensensor. Die Artikel werden themenspezifisch aufgelistet. Zusätzlich wird der letzte Bearbeitungszeitpunk datiert. Die Verlinkung führt jeweils zu den alten unbearbeiteten Artikeln aus dem Wintersemester 2019/20.

IR-Sensoren

• Test der IR-Sensoren in Simulation mithilfe einer GUI (Test der Abstandssensorik), letzter Stand: 19.12.2019
• Hardwarebeschreibung der Abstandssensorik, letzter Stand: 20.05.2016
• Beschreibung des physikalischen Prinzips der Infrarotsensoren sowie Hardware-Anbindung und Positionierung am Fahrzeug, Hardware, letzter Stand: 04.02.2014
• Simulation der IR-Einparksensorik mit detaillierter Beschreibung der Software und des Quelltextes, letzter Stand: 23.06.2019

Sonstige Sensoren und erweiterte relevante Informationen

• Beschreibung des parallelen Einparkens mithilfe der IR-Sensoren in der Lageregelung beim Einparken, letzter Stand: 18.02.2019
• Beschreibung des Gyrosensors inkl. Inbetriebnahme und Einbau, Gyrosensor (LPR510AL), letzter Stand: 05.02.2015
• Rauschunterdrückung des Gierratensensors durch Offset-Kompensation, inkl. Testdurchführung und Gierratenkompensation, Offset-Kompensation Gyro Sensor, letzter Stand: 06.02.2014
• Offsetkalibrierung des Gyrosensors mit Auflistung der dafür notwendigen Anforderungen und PAP, Offsetkalibrierung des Gyrosensors, letzter Stand: 07.02.2020
• Literaturangaben zu den Sensoren, Hardware, letzter Stand: 14.02.2019

Aktualisierte Artikel

Die Verlinkung führt jeweils zu den aktuellen Artikeln.

• Infrarotsensoren enthält alle Informationen aus den alten Artikel, die im Zusammenhang mit den Infrarotsensoren stehen.

ggf. hier die Verwendung einer Tabelle prüfen

Fortlaufend werden sowohl die Artikel selbst, als auch deren Grundstruktur neu angelegt bzw. überarbeitet und geprüft.

Strukturierung der Software

Die Software rund um die Einparksensorik ist zu Beginn des Sommersemesters 2020 nur gering strukturiert. Dies ist jedoch essentiell, um eine schnelle Einarbeitung in komplexere Projekte wie dieses zu ermöglichen. Wie in der oberen Abbildung des Pflichtenheftes unter der Spezifikations-ID 2010 zu sehen, erfolgte die Umsetzung zu MS1.

Strukturierung des Simulink-Modells

Simulink-Modelle sind bei richtiger Anwendung sehr übersichtlich. Dazu gehört beispielsweise die symmetrische Anordnung ähnlicher Blöcke. Auch sollten sich Bus- und Datenleitungen, sofern möglich, nicht kreuzen. Nachfolgend wird anhand einiger Beispiele das aktuelle Layout der Modelle im Trunk gezeigt. Diese werden dem aktuellen Stand des Branches aus dem Team AEP Einparksensorik gegenübergestellt. Die Übersichtlichkeit hat sich deutlich verbessert. Die Verbesserung bezieht sich bis jetzt nur auf die Offline-Teil (Stand zu MS1-SS2020).

Ursprüngliche Ansicht		Neustrukturierte Ansicht	Kurzbeschreibung
			Beispiel einer Kurzbeschreibung.
			Beispiel einer Kurzbeschreibung.
			Beispiel einer Kurzbeschreibung.
			Beispiel einer Kurzbeschreibung.

Strukturierung von MATLAB Functions

Die in den Simulink-Modellen verlinkten Matlab Functions weisen ebenfalls Misstände in Hinsicht der Strukturierung auf. Diese wurden ebenfalls zum ersten Meilenstein angepasst, werden jedoch aufgrund der Komplexität und des Umfangs nicht bildlich dargestellt.

Verlinkung des Wiki-Artikels in Simulink

Verlinkung von dem Wiki-Artikel in Simulink

Um die Einarbeitung in das Softwareprojekt für Folgesemester zu vereinfachen, wird der zu MS1 neu erstellte Wiki-Artikel der Infrarotsensorik in Simulink verlinkt. Arbeitet sich ein Studierender neu in das Projekt ein, so gelangt dieser über den in der nebenstehenden Abbildung dargestellten Link unmittelbar zur Dokumentation des Abschnitts. Der Studierende erhält so aufbereitete Informationen zur Funktionsweise der Sensorik noch bevor sich dieser selbst einen Überblick zu verschafft.

Absprache des Einparkkonzeptes

Bei der Absprache des Einparkkonzeptes werden Synergieeffekte der Gruppen AEP - Einparkalgorithmus und AEP - Einparksensorik genutzt. Um eine doppelte Dokumentation des Einparkkonzeptes zu vermeiden, ist dies lediglich in dem Artikel AEP - Einparkalgorithmus dokumentiert.

Zusammenfassung

Nach Abschluss der jeweiligen Meilensteine werden die Ergebnisse hier kurz resümiert.

Meilenstein 1

• Spezifikations-ID 2000:

  Absprache des Einparkkonzeptes unter Berücksichtigung der vorhandenen Algorithmen mit dem Team Schumann/Theine $\rightarrow$ erledigt

• Spezifikations-ID 2010:

  Analyse und Dokumentation der IR-Sensoren $\rightarrow$ erledigt

Meilenstein 2

Die Ergebnisse für Meilenstein 2 werden nach Abschluss hier eingetragen.

Ausblick

Im nächsten Schritt erfolgt die Umsetzung des Meilenstein 2. Die Arbeitspakete untergliedern sich in folgende Spezifikations-IDs:

• Spezifikations-ID 2000:

  Absprache des Einparkkonzeptes unter Berücksichtigung der vorhandenen Algorithmen mit dem Team Schumann/Theine $\rightarrow$ erledigt

• Spezifikations-ID 2010:

  Analyse und Dokumentation der IR-Sensoren $\rightarrow$ erledigt

Offene Punkte

Hier werden nach MS4 offene Punkte eingetragen, an denen sich Folgesemester bei Erstellung des Pflichtenheftes orientieren können.

Link zum Quelltext in SVN

• Branch des Teams AEP Einparksensorik
• Trunk des autonomen Fahrzeugs

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