BSF - Anforderungen an die Längsregelung
Autor: Alessio Cebeci
Betreuer: Prof. Schneider
Einleitung
In diesem Artikel geht es um die Anforderungen, die Umsetzung / Optimierung und Testen der Module der Längsregelung.
Anforderungen
In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Anforderungen erläutert. Zunächst werden die Anforderungen an das Team Längsregelung erläutert. Anschließend werden die zu erwartenden Funktionalitäten der Längsregelung aufgelistet.
Pflichten des Teams Längsregelung
In Abbildung 1 sind die Pflichten zu sehen, die zum Meilenstein 2 am 25.06.2020 im Bereich Längsregelung zu erledigen sind. Dies beinhaltet das Erstellen eines Testfall-Katalogs, um die Vollständigkeit der Funktionen der Längsregelung zu überprüfen. Des Weiteren folgen vereinzelte Implementierungen und Optimierungen in Abhängigkeit mit anderen Bereichen (Stopplinien-Verhalten, Ausweichen von Hindernissen). Im Anschluss, folgen ein Komponenten-Test (engl. Unit-) und ein Systemtest (engl. Integration-), um die Funktionalität der Module zu überprüfen.
Anforderungen an die Längsregelung (Software)
Folgende funktionale Anforderungen werden an die Längsregelung gestellt:
| ID | Inhalt | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Das Fahrzeug soll bei gerader Strecke eine maximale Geschwindigkeit von 0,75 m / s erreichen | Cebeci | 02.06.2020 | ||
| 2 | Das Fahrzeug soll in Kurven abhängig von der Krümmung der Kurve die Geschwindigkeit drosseln | Cebeci | 02.06.2020 | ||
| 3 | Das Fahrzeug soll schnell beschleunigen und endschleunigen können | Cebeci | 02.06.2020 | ||
| 4 | Das Fahrzeug soll nach einem Anhaltevorgang wieder Anfahren/ Weiterfahren können | Cebeci | 02.06.2020 | ||
| 5 | Das Fahrzeug sollte bei einem Überholvorgang beschleunigen können | Cebeci | 02.06.2020 | ||
| 6 | Das Fahrzeug sollte wenn es nicht Überholen kann vor dem Hindernis stehen bleiben | Cebeci | 02.06.2020 |
Funktionaler Systementwurf / Technischer Systementwurf
In dem folgendem Abschnitt, sind die Module mit deren Schnittstellen für die Bestimmung der Soll-Geschwindigkeit und der Längsführung dargestellt.
Bestimmung der Soll - Geschwindigkeit
In Abbildung 5 sind die Schnittstellen der Bestimmung der Soll-Geschwindigkeit zu sehen.
Längsführung
In Abbildung 6 sind die Schnittstellen der Längsführung zu sehen.
Komponentenspezifikation
In diesem Abschnitt wird das Konzept der einzelnen Module in Form eines PAP dargestellt.
Bestimmung der Soll - Geschwindigkeit
Die Abbildung 7 zeigt den Ablauf der Bestimmung der Soll-Geschwindigkeit. Hierbei wird zum einen die Geschwindigkeit aus dem Spurpolynom, also aus der Krümmung der Kurve, abgeleitet. Des Weiteren wird die Soll-Geschwindigkeit von einem Faktor beeinflusst, der von dem Modul "BSF_StopplinienVerhalten" bestimmt wird.
Längsführung
In der Abbildung 8 ist das Konzept der Längsführung (Regler) dargestellt. In diesem Modul wird zunächst eine Differenz der Soll-Geschwindigkeit und der Ist-Geschwindigkeit ermittelt. Das Resultat der Berechnung dient als Input des PID-Reglers. Das Signal des Outputs beinhaltet den Wert für die Gaspedalstellung.
Programmierung/Umsetzung
In den nachfolgenden Abbildungen sind die aktuellen Implementierungen der Module "BSFVx - Bestimmung Sollgeschwindigkeit" und "BSFLaengs - Laengsfuehrung" dargestellt.
Unit-Test
In dem Abschnitt Unit Test, geht es um das Überprüfen der überarbeiteten Module auf dessen Funktion. Um funktionelle Anforderungen abzuprüfen, wurden im Vorfeld ein Testkatalog erstellt.
Stopplinienverhalten
Da das Modul des Stopplinienverhaltens und dem dazu gehörige Testfall-Katalog von einem anderen Team erstellt wurde, ist der Unit-Test des Moduls dem nachfolgendem Artikel zu entnehmen.
Stopplinien-Verhalten
Bestimmung Soll - Geschwindigkeit
Hier werden die verschiedenen entwickelten Komponente getestet. Die Testergebnisse ergaben nach bestimmten Eingaben die in der unteren Tabelle zu sehenden numerische Resultate.
| ID | Testfallbeschreibung | Eingänge(SenKam_StoplinieAbst_f64, SenKam_StoplinieFlag_bit, SenKam_SpurA_f64)
|
Ausgang(BsfVx_VxSoll_f64)
|
Erwartetes Ergebnis | Testergebnis | Testperson | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Das Fahrzeug fährt mit maximaler Geschwindigkeit, wenn keine Kurve erkannt wurde. | SenKam_StoplinieAbst_f64 = 0, SenKam_StoplinieFlag_bit = 0, SenKam_SpurA_f64 = 0 | BsfVx_VxSoll_f64 = 0.75 | Vollgas | BsfVx_VxSoll_f64 = 0.75 | Cebeci | 23.06.2020 |
| 2 | Das Fahrzeug fährt bei einer erkannten Linkskurve, mit angepasster reduzierter Geschwindigkeit. | SenKam_StoplinieAbst_f64 = 0, SenKam_StoplinieFlag_bit = 0, SenKam_SpurA_f64 > 0 | 0 < BsfVx_VxSoll_f64 < 0.75 | Bremsen auf angepasste Geschwindigkeit | 0 < BsfVx_VxSoll_f64 < 0.75 | Cebeci | 23.06.2020 |
| 3 | Das Fahrzeug fährt bei einer erkannten Rechtskurve, mit angepasster reduzierter Geschwindigkeit. | SenKam_StoplinieAbst_f64 = 0, SenKam_StoplinieFlag_bit = 0, SenKam_SpurA_f64 < 0 | 0 < BsfVx_VxSoll_f64 < 0.75 | Bremsen auf angepasste Geschwindigkeit | 0 < BsfVx_VxSoll_f64 < 0.75 | Cebeci | 23.06.2020 |
Längsführung
Hier werden die verschiedenen entwickelten Komponente getestet. Die Testergebnisse ergaben nach bestimmten Eingaben die in der unteren Tabelle zu sehenden numerische Resultate.
| ID | Testfallbeschreibung | Eingänge(Famo_VxSoll_f64, SenVx_vx_K_f64)
|
Ausgang(BsfLaengs_RegelDiff_f64, BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64)
|
Erwartetes Ergebnis | Testergebnis | Testperson | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Das Fahrzeug fährt mit maximaler Geschwindigkeit wenn keine Kurve erkannt wurde. | Famo_VxSoll_f64 = 0.75, SenVx_vx_K_f64 = 0.75 | BsfLaengs_RegelDiff_f64 = 0, BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 = 0.55 | Vollgas | BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 = 0.55 | Cebeci | 23.06.2020 |
| 2 | Das Fahrzeug fährt bei einer erkannten Linkskurve, mit angepasster reduzierter Geschwindigkeit. | 0.0 < Famo_VxSoll_f64 < 0.75, 0.0 < SenVx_vx_K_f64 < 0.75 | BsfLaengs_RegelDiff_f64 < 0, 0 < BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 < 0.55 | Bremsen auf angepasste Geschwindigkeit | BsfLaengs_RegelDiff_f64 < 0, 0 < BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 < 0.55 | Cebeci | 23.06.2020 |
| 3 | Das Fahrzeug fährt bei einer erkannten Rechtskurve, mit angepasster reduzierter Geschwindigkeit. | 0.0 < Famo_VxSoll_f64 < 0.75, 0.0 < SenVx_vx_K_f64 < 0.75 | BsfLaengs_RegelDiff_f64 < 0, 0 < BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 < 0.55 | Bremsen auf angepasste Geschwindigkeit | BsfLaengs_RegelDiff_f64 < 0, 0 < BsfLaengs_Gaspedal_Soll_f64 < 0.55 | Cebeci | 23.06.2020 |
Integration - Test
Diskussion
Design-Review des Konzept
In Abbildung 9 und 10 die Programmschleife heraus nehmen.
Gelöst am 16.06.2020
Review : Hagen Heuer, 14.06.2020