AEP Gruppe B6 - SoSe18
Vorwort
Im Informatikpraktikum II B des Studiengangs Mechatronik an der HSHL ist es unsere Aufgabe, einen Roboter mithilfe von LEGO Mindstorms zu konstruieren, der autonom in eine Parklücke einparkt. Das Praktikum ist in Kleingruppen zu je drei Personen aufgeteilt und für die Programmierung der Programme wurden "Matlab" und "Simulink" verwendet.
Zur Umsetzung des Projekts steht das Lego MindstormsTM Baukastensystem des Spielzeugherstellers LegoTM zur Verfügung.
Damit am Ende des Praktikums auch jeder das Ergebnis des ganzen sehen kann, ist als weitere Aufgabe eine Erstellung eines YouTube-Videos geplant.
Gruppenmitglieder
- Alexander Hammelbeck
- Konstruktion des Roboters
- Erstellung der Bauanleitung
- Programmierung der Software
- Erstellung von Fotos & Videos
- René Katz
- Erstellung des Konzeptplans
- Konstruktion des Roboters
- Programmierung der Software
- Erstellung des YouTube-Videos
- Benjamin Kran
- Programmierung der Software
Ziele und Aufgaben des Praktikums
• Konstruieren eines fahrzeugähnlichen Roboters mit Hilfe von Lego
• Einarbeiten in die Programmiersoftware Matlab & Simulink
• Pflege des Dateimanagementsystems "SVN"
• Grafische Darstellung von Messwerten
• Programmierung mit Matlab & Simulink
• Erstellung eines Wiki Artikels
• Dokumentation des Einparkmanövers in einem Video
Hardware
Bevor wir mit dem Programmieren starten konnten, musste zuerst ein fahrzeugähnlicher Roboter gebaut werden.
NXT-Baustein
Der NXT-Baustein ist das Herzstück unseres Roboters. An diesem Baustein werden alle Aktoren und Sensoren angeschlossen.
Sensoren
Für die Umsetzung des autonomen Fahrens werden lediglich ein Ultraschallsensor und ein Gyrosensor benötigt.
- Ultraschallsensor: Abstandsmessung mit einem Messbereich von 6-255 cm (Genauigkeit 1 cm )
- Gyrosensor : für die Messung der Winkeländerung
Aktuatoren
Der Roboter benötigt zwei Motoren. Den ersten Motor für den Antrieb und den zweiten Motor für die Lenkung. Die Motoren sind Servomotoren, die über einen Rotationssensor mit der Genauigkeit von 1° verfügen.
Software
Die ersten vier Praktikumsterminen wurde mit Matlab und der zusätzichen Mindstorms NXT Toolbox der RWTH Aachen programmiert. Matlab ist eine Skript basierte Programmiersprache, die vorrangig genutzt wird um Probleme nummerisch zu lösen. Hier wurde schrittweise ein Programm zum geregelten Fahren und autonomen Einparken mit Computeranbindung entwickelt.
In den letzten beiden Praktikumsterminen wurde Simulink genutzt um den evaluierten Programmablaufplan auch ohne Computeranbindung nutzen zu können. Simulink ist eine Umgebung in Matlab, wo anhand von verschiedenen Schaltblöcken, welche logisch miteinander verbunden werden, Programme erstellt werden können.
Fahrzeugabmessungen
| Parameter | Maße |
|---|---|
| Länge in mm | 210 |
| Breite in mm | 170 |
| Höhe in mm | 150 |
| Spurweite in mm | 135 |
| Max. Radeinschlagswinkel Rechtseinschlag | 40° |
| Max. Radeinschlagswinkel Linkseinschlag | 40° |
Bilder des Roboters
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Schrägansicht rechts
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Schrägansicht links
Programmablaufplan
Im Programmablaufplan (PAP) sieht man unsere Strategie, welche wir dann auch in den Programmen "Matlab" und "Simulink" umgesetzt haben.
Hinweise zum Artikel
Alle Fotos und Programme bzw. Quellcodes sind von uns selber entwickelt worden. Das Urheberrecht liegt bei Alexander Hammelbeck, René Katz und Benjamin Kran.
Weitere Bilder und Programme befinden sich im SVN unter folgendem Link.
Um den Roboter nachzubauen haben wir auch eine Bauanleitung erstellt die im SVN einzusehen ist.
→ Link zum SVN mit den Dateien zur Abgabe: SVN (nur mit Zugriffsberechtigung)
→ zurück zum Hauptartikel: Informatikpraktikum 2 SoSe18
→ Link zum YouTube-Video : []