SDE Systementwicklung WS25/26: Spurverfolgung mit Kamera

Abb. 1: Autonome Fahrbahnvermessung im Labor Autonome Systeme

Abb. 1: Ergebnisdarstellung der Außenlinien

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.

Tabelle 1: Anforderung an die Spurverfolgung mit Kamera

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 auswerten, um der Fahrspur zu folgen.	1
4	Die Referenzwerte müssen mit MATLAB® aufgezeichnet werden (x, y, Farbe).	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 als Gantt-Diagramm geplant werden.	1
8	Lösungsweg und Lösung muss in diesem Wiki-Artikel dokumentiert werden.	1
9	Als AMR muss ein AlphaBot eingesetzt werden.	1

Tabelle 3: Arbeitspakete für Sprint 1

AP	Beschreibung	Priorität	Zuständigkeit
1.1	Positionsmessung des AlpaBot $[x,y]$	1	Steffens
1.2	Schätzung der Roboterpose $\mathrm{\Psi }$	1	Steffens
1.3	Berechnung der Ist-Ablage des Prismas zur Sollinie	1	Steffens
1.4	Übertragung der Ist-Ablage via BT MATLAB→Arduino (Senden und Empfang)	1	Steffens
1.5	Geregelte Fahrt anhand der Ist-Ablage	1	Berkemeier
1.6	Messung der Mittellinie mit dem Linienverfolgungssensor	1	Berkemeier
1.7	Berechnung der Mittellinienposition (x, y) anhand der Messwerte des Linienverfolgungssensors	1	Berkemeier
1.8	Übertragung der Messung der Mittellinie (x, y, Farbe) via BT Arduino→MATLAB (Senden und Empfang)	1	Berkemeier
1.9	Einzeichnen der Messwerte in die digitale Karte und Speicherung der Karte als Rundkurs.mat	1	Steffens
1.10	Bereinigung von Fehlern in der Karte	1	Steffens
1.11	Geregelte Fahrt in der rechten Fahrspur anhand der Prismamessung und Kartendaten	1	Berkemeier
1.12	Kamerahaltung für die Pixy2.1	1	Steffens
1.13	Inbetriebnahme AlphaBot Linienverfolger für durchgezogene Linie und Stützung während des Ausfalls der Linie.	2	Berkemeier
1.14	Überarbeitung/Verbesserung des Artikels Referenzmessung_mit_der_Topcon_Robotic_Total_Station	2	Berkemeier

Anhang

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