AEP - Einparksensorik

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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:

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 Abb. xy 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. Ach 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.

Ursprüngliche Ansicht Neustrukturierte Ansicht Datum Geprüft von Datum
1 Die Karte muss als Matrix mit der Rastergröße 30cm umgesetzt werden (Grid-Map). Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
2 Die Perimeterschleife muss rot markiert werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
3 Die aktuelle Position des Mähers muss blau markiert werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
4 Hindernisse müssen magenta markiert werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
5 Unbekannte Bereiche müssen weiß bleiben. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
6 Ungemähter Rasen muss dunkelgrün und gemähter Rasen hellgrün markiert werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
7 Die Karte muss zyklisch aktualisiert werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
8 Die Umsetzung muss als Matlab-Skript erfolgen, so dass eine Einbindung in Simulink als Matlab-Funktion möglich ist. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
9 Eingangsgrößen der Funktion Kartenfunktion.m sind
  1. Aktuelle Positionen in m: xNeu,yNeu
  2. Alter Positionsvektor in m: PosAlt
  3. Ausrichtung der Karte in deg: Ausrichtung
  4. Aktuelle Karte: Karte
  5. Signale zur Objekterkennung: Bumper,Ultraschall
  6. Signalstärke der Perimeterschleife: Perimeterschleife
 Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
10 Ausgangsgrößen der Funktion Kartenfunktion.m sind
  1. Aktueller Positionsvektor in m: PosNeu
  2. Aktuelle Karte: Karte
 Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
11 Die Initialisierung muss 1s und die zyklische Darstellung muss 1ms unterschreiten. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018
12 Bei Kommentierung und Dokumentation muss sich an die Projektrichtlinien gehalten werden. Prof. Schneider 18.01.2018 Hr. Kreuer 18.01.2018

Strukturierung von MATLAB Functions

Absprache des Einparkkonzeptes

Bei der Absprache des Einparkkonzeptes werden Synergieeffekte der Gruppen AEP - Einparkalgorithmus und AEP - Einparksensorik genutzt.

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 (Stand 06.05.2020):

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.

IR-Sensoren

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

dies in Tabelle speichern, letzter Stand:

Sonstige Sensoren und erweiterte relevante Informationen

  • Beschreibung des parallelen Einparkens mithilfe der IR-Sensoren 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

ggf. hier die Verwendung einer Tabelle prüfen


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

Zusammenfassung

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

Ausblick

Offene Punkte

Link zum Quelltext in SVN


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