AEP: Einparken
Autoren: Niklas Reeker, Oliver Scholze
Betreuer: Prof. Schneider, Prof. Göbel, Marc Ebmeyer
Einleitung
In diesem Kapitel wird der Ist-Zustand des Fahrzeugs zu Beginn des Wintersemesters 23/24 ermittelt. Des Weiteren werden alle Änderungen beschrieben, die zu einem lauffähigen Einparkalgorithmus führen.
Funktionsweise des AEP
Die Funktionsweise ist sowohl in CCF_Online als auch im CCF_Offline identisch. In der Datei "start.m" können zwei Varianten ausgewählt werden. Zum einen wird lediglich die Parklücke gesucht und das Fahrzeug wird bei erfolgreicher Lokalisierung der Parklücke gestoppt. Die andere Variante hingegen parkt das Fahrzeug nach Auffinden einer Parklücke eigenständig ein. Das Fahrzeug durchläuft ein Stateflow, der durch Bedingungen gesteuert wird, welche mithilfe von Sensorwerten und Berechnungen erfüllt werden können, diesen Vorgang.
Für eine genauen Einblick in die Funktionsweise steht der Artikel: AEP - Einparkalgorithmus zur Verfügung.
Projektplanung
Hier werden sämtliche Sprint Ordner verlinkt, in denen die A3 Blätter und andere relevante Daten enthalten:
Inbetriebnahme
Ziel-Zustand
Die AEP ist wieder in einen lauffähigen Zustand versetzt. Sowohl Simulation als auch das online-Modell sind funktionsfähig.
Der angestrebte Soll-Zustand muss klar spezifiert werden. Ausgehend vom angestrebten Ziel führt das Rückwärts-Denken in der Regel zu besseren Lösungen als die Suche ohne klares Ziel. Bei der Bestimmung des Ziel-Zustands muss auch geklärt werden, wie sich feststellen lässt, dass der Ziel-Zustand erreicht ist. Wie messen wir, ob die Problemlösungen erfolgreich sind? Welche Basis oder Kennzahl dient als Vergleichsmaßstab?
Ziel-Zustand - Sprint1
In dem ersten Sprint sollen die Parameter überprüft und neu berechnet werden. Des Weiteren soll das Problem genau festgelegt werden, weshalb das AEP nicht funktionsfähig ist. Genaue Maßnahmen sind in dem A3 Lösungsblatt zu finden.
Ziel-Zustand - Sprint2
Das Ziel des Sprintes und das messbare Kriterium, welches das Ziel definiert, ist das Autonome Einparken des Fahrzeugs auf der Testtrecke in einer großen Parklücke. Ergänzend dazu wird der Wiki-Artikel weitergeführt, Versuche und Debugging der Software für autonome Einparken durchgeführt.
Ziel-Zustand - Sprint3
Das Ziel des dritten Sprints besteht darin, das autonome Einparken auf der Teststrecke zu realisieren und der Stateflow korrekt arbeitet. Als Nachweis sollen zwei Videos des Einparkvorgangs dienen, welches im Ordner Sprint 3 des AEP abgelegt wird.
Zu diesem Zweck werden zwei Ziele festgelegt, da das AEP zwei Durchführungsversionen bereitstellt. Diese können im Startprogramm ausgewählt werden. Die erste Version führt ein vollständiges seitliches Einparken durch, während die zweite Version die Parklücke sucht und bei Auffinden einer geeigneten Parklücke anhält.
AEP - Parameter
In diesen Abschnitt werden die relevanten Parameter überprüft und deren Auswertung in den Tabellen notiert.
Sensordaten
Hier werden relevante Sensordaten für das Einparken überprüft.
| Testfall ID | Parameterbezeichnung | Ersteller | Datum | Ist - Werte | Soll - Werte | Ergebnis | Prüfer | Datum | Bemerkung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | SenVx_sx_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | - 2 m | 2 m | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Strecke ist negativ |
| 2 | SenGier_psi_filt_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | |||
| 3 | SenAbs_xVR_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | / cm | 15 cm | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Lookup-table Parameter müssen aktualisiert werden (siehe AF:_Abstandssensorik_(SenAbs)) |
| 4 | SenAbs_xHR_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | / cm | 15 cm | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Lookup-table Parameter müssen aktualisiert werden (siehe AF:_Abstandssensorik_(SenAbs)) |
| 5 | SenAbs_yHR_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | / cm | 15 cm | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Lookup-table Parameter müssen aktualisiert werden (siehe AF:_Abstandssensorik_(SenAbs)) |
| 6 | SenAbs_yHL_K_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | / cm | 15 cm | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Lookup-table Parameter müssen aktualisiert werden (siehe AF:_Abstandssensorik_(SenAbs)) |
Konstante Eingangsparameter des Fahrzeugs
Hier werden die Basisdaten überprüft und in der Tabelle notiert. Zusätzlich werden die Ist-Werte eingetragen und mit den Soll-Werten (die selbst ermittelt werden) verglichen. Sollten diese nicht übereinstimmen, werden die Parameter in der Software sofort angepasst. Hinweis: Die Parameter werden nicht zusätzlich erklärt, da diese in den nützlichen Links und der Software ausführlich erklärt sind. Außerdem werden die Berechnungen nicht aufgeführt, da diese ebenfalls in den nützlichen Links beschrieben ist.
| Dateiname | File Revision | by |
|---|---|---|
| param_AEP.m Datei: [1] | 7759 | Weiran Wang |
| param_CAR.m: [2] | 5326 | Stefan Arndt |
Für ein einheitlichen Verständnis für die Abmessung des Fahrzeugs, wird die folgende Abbildung aufgeführt. Darauf wird das Fahrzeug abgebildet, sowie relevante Parameter für die pram.CAR.m Datei eingezeichnet.
| Testfall ID | Parameterbezeichnung | Ersteller | Datum | Ist - Werte | Soll - Werte | Ergebnis | Prüfer | Datum | Bemerkung | Änderung erfolgt (Soll i.O.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PAR_AEP_Measure_or_Park | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 2 | 2 | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Auswahl zwischen Einparken oder Parklücke messen | - |
| 2 | PAR_AEP_Laenge_Parkbucht_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 5,21m | 5,2m | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Entfernung ab dem die Parkplatzsuche beendet wird. | - |
| 3 | PAR_AEP_Abstand_Startkoordinate_Parkbucht_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,415m | 0,5m | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | i.O. | |
| 4 | PAR_AEP_Suchgeschwindigkeit_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,3 | 0,3 | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 5 | PAR_AEP_Vermessgeschwindigkeit_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,1 | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | |
| 6 | PAR_AEP_Einparkgeschwindigkeit_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | -0,3 | -0,3 | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 7 | PAR_AEP_Stoppgeschwindigkeit_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0 | 0 | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 8 | PAR_AEP_Lenkung_MAX_Rechts_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | -0,4014rad (-23°) | -0,3839rad (-22°) | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | i.O. | |
| 9 | PAR_AEP_Lenkung_Mittelstellung_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0° | 0° | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 10 | PAR_AEP_Lenkung_MAX_Links_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,4014rad (23°) | 0,4363rad (25°) | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | i.O. | |
| 11 | PAR_AEP_IR_MIN_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,02m | 0,02m | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 12 | PAR_AEP_IR_MAX_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,299m | 0,3m | i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | - | |
| 13 | PAR_AEP_Umschlagwinkel_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,5738rad | 0,6957rad | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Ist entspricht 32,88° und soll entspricht 39,86°, Fahrzeugbreite ist von 0,2m auf 0,29m gestiegen durch Bumper | i.O. |
| 14 | PAR_AEP_Parkluecke_Soll_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,6988m | 0,8342m | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Da sich Fahrzeuglänge durch hinzufügen von Bumper verlängert hat. | i.O. |
| 15 | PAR_AEP_Korrekturstrecke_Vor_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,03m | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | i.O. |
| 16 | PAR_AEP_Korrekturfaktor_Rueck_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,3% | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | i.O. |
| 17 | PAR_AEP_Korrekturstrecke_Rueck_MAX_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,2075m | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | i.O. |
| 18 | PAR_AEP_Parkluecke_Rueck_Parallel_MIN_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,95m | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | i.O. |
| 19 | PAR_AEP_Streckenbegrenzung_Rueck_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,225m | undefiniert | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Parameter muss am Fahrzeug getestet werden | i.O. |
| 20 | PAR_AEP_Schlussparkwinkel_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,0255rad | -0,0087rad | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Entspricht -0,5° parallel zur Fahrbahn(in SW notiert) | i.O. |
| 21 | PAR_CAR_Fahrzeuglaenge_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,43m | 0,5m | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | i.O. | |
| 22 | PAR_CAR_Mitte_Hinterachse_Ende_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,1m | 0,12m | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | i.O. | |
| 23 | PAR_AEP_Schlussparkwinkel_ohne_Korrekturzug_f64 | Niklas Reeker | 17.10.2023 | 0,085 | 0 | n.i.O. | Oliver Scholze | 17.10.2023 | Entspricht 4,9° | i.O. |
Endzustand des AEP vom Carolocup-Fahrzeugs
Dieses Kapitel widmet sich dem Endzustand sowohl des Offline- als auch des Online-Modells im Rahmen des SDE 2-Praktikums. Es bietet eine detaillierte Darstellung der aktuellen Funktionalitäten sowie kritische Betrachtungen, um Schwachstellen und Bereiche für Verbesserungen zu identifizieren.
Darüber hinaus werden in diesem Abschnitt nicht nur die bestehenden Erfolge erörtert, sondern auch aufgezeigt, an welchen Stellen Optimierungen und Weiterentwicklungen notwendig sind. Das Ziel besteht darin, dass zukünftige Semester auf diesen Erkenntnissen aufbauen können, um ihre Ziele effizienter zu erreichen.
Offline-Modell
Das CCF_Offline ermöglichte das automatische Einparken des Fahrzeugs in Simulation. Die Integration der Schaltereinheit zur Unterstützung neuer Fahrzeugerweiterungen führte jedoch zu verschiedenen Problemen und Fehlermeldungen im Simulink-Modell. Eine detaillierte Analyse ist erforderlich, um die Simulation erfolgreich zum Laufen zu bringen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Simulation zwar die Fahrzeugdaten simuliert, jedoch deutliche Abweichungen bei den Sensorwerten auftreten können, insbesondere bei der Gierrate. Dies hat die Weiterentwicklung des CCF_Online deutlich verzögert.
Online-Modell
Nützliche Links
→ zum Artikel Einparkalgorithmus: AEP - Einparkalgorithmus
→ zum Artikel Einparksensorik: AEP - Einparksensorik
→ zum Artikel AEP-Autonomes Einparken: AEP - Einparksensorik
Mögliche Software
- Matlab 2019b
- Matlab Simulink 2019
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