Autonomes Fahren im Maßstab 1:10

Autor: Christian Sievers
Betreuer: Prof. Schneider
Art: Projekt

Quelle: TU-Braunschweig

Thema

Autonomes Fahren ist ein wichtiges Ziel auf der Agenda der Automotive OEMs für die kommenden Jahre. Für das Praktikum SDE ist ein Mikrocontroller-gesteuertes Fahrzeug im Maßstab 1:10 zu entwickeln.

Ziel

Entwickeln Sie autonomes Modellfahrzeug, welches in der Zukunft im Praktikum SDE im Studiengang Mechatronik eingesetzt werden kann.

Umfang

Die Praktika habe laut Modulhandbuch folgenden Umfang

• Systementwurf Workload: 108h (45h Präsenz + 63h Selbststudium)
• Systemintegration Workload: 150h (60h Präsenz + 90h Selbststudium)

Der Umfang entspricht 258h. Bei einer 40 Stunden Woche entspricht dies ca. 7 Wochen.

Aufgabenstellung

Systementwurf

1. Projektplanung und Zeit-Management*
2. Entwickeln Sie konsequent nach dem V-Modell.
3. Aufstellung der Anforderungen (Lastenheft)*
   1. Raspberry Pi für die LiDAR und Videoverarbeitung
   2. Optional Berücksichtigung von 3D-ToF-Sensorik
   3. Arduino zur Auswertung einfacher Sensorik und Ansteuerung der Aktoren
   4. Längs- und Querregleregler
   5. WLAN Kommunikation mit einem Diagnose-PC
   6. Display ansteuern
4. Umsetzung der Anforderungen in ein Pflichtenheft*
5. Planung der Hardware*
6. Konstruktion und 3D-Druck des mechanischen Aufbaus des Fahrzeugs*
7. QV-Antrag und Beschaffung der Bauteile

Systemimplementierung

1. Modellbasierte Programmierung mit Simulink aufbauend auf der bestehenden Online/Offline-Software*
2. Inbetrieb des Systems*
3. Test der Anforderungen entsprechend der Methoden der Vorlesung Reliability Engineering (statische und dynamische Code-Tests, Modul- und Systemtests)
4. Testdokumentation*
5. Dokumentation nach wissenschaftlichem Stand*

* Diese Meilensteine müssen mit Prof. Schneider in einem persönlichen Gespräch abgestimmt und dokumentiert werden.

Anforderung

• Wissenschaftliche Vorgehensweise (Requirements, Projektplan, etc.)
• Wöchentliche Fortschrittsberichte
• Regelmeeting
• Projektvorstellung im Wiki
• ggf. Literaturrecherche mit Citavi
• Softwareentwicklung nach HSHL Standard, tägliche Datensicherung in SVN

Getting Started

• Nutzen Sie die Matlab Academy, um sich in Matlab Simulink einzuarbeiten.
• Studieren Sie das Carolo Cup Regelwerk zur Erstellung der Anforderungen.
• Erstellen Sie ein Lastenheft.
• Für die Entwicklung steht ein Bausatz "SunFounder Raspberry Pi Smart Video Car Kit V2.0" zur Verfügung.
• Lastenheft und Projektdaten der Vorgängen in SVN

Projektplanung und Zeit-Management

Meilensteine A-Muster

Projektplanung und Zeit-Management erstellt

Plandatum: 21.02.2019 Aktuelles Zieldatum: 21.02.2019 Meilenstein erreicht: 21.02.2019

Erstellung Lastenheft

Plandatum: 07.03.2019 Aktuelles Zieldatum: 07.03.2019 Meilenstein erreicht: 07.03.2019

Erstellung Pflichtenheft

Plandatum: 18.04.2019 Aktuelles Zieldatum: 03.05.2019 Meilenstein erreicht: 03.05.2019

Freigabe Lastenheft und Pflichtenheft

Plandatum: 31.05.2019 Aktuelles Zieldatum: 31.05.2019 Meilenstein erreicht: 28.05.2019

Erstellung Testplan

Plandatum: 18.04.2019 Aktuelles Zieldatum: 31.05.2019 Meilenstein erreicht: -

Konstruktion und mechanischer Aufbau

Plandatum: 02.05.2019 Aktuelles Zieldatum: 06.05.2019 Meilenstein erreicht: 06.05.2019

Software flashen

Plandatum: 16.05.2019 Aktuelles Zieldatum: 31.05.2019 Meilenstein erreicht: 28.05.2019

1. Fahrt

Plandatum: 21.05.2019 Aktuelles Zieldatum: 31.05.2019 Meilenstein erreicht: 28.05.2019

Testplan abgearbeitet

Plandatum: 04.06.2019 Aktuelles Zieldatum: 04.06.2019 Meilenstein erreicht: -

Präsentation

Plandatum: 11.06.2019 Aktuelles Zieldatum: 28.06.2019 Meilenstein erreicht: -

Dokumentation finalisiert

Plandatum: 02.07.2019 Aktuelles Zieldatum: 02.07.2019 Meilenstein erreicht: -

Beschaffung

Zur Inbetriebnahme sind folgende Komponenten beschafft worden:

Bausatz Sunfounder Smart Video Car Kit V2.0

Der Bausatz wurde zu Beginn des Projekts bereits durch Prof. Schneider zur Verfügung gestellt.

Link zum Onlineshop von Sunfounder

Batterien

Industriezelle, Li-Ion, 18650, 3,7 V, 3200 mAh, Button Top

Batterie Ladegerät

XTAR D2 :: AC Ladegerät, 2 A, 2 slot

Batterie Lagerbeutel

brandschutzbeutel-fuer-li-polymer-akkus-lipo-guard

Komponenten

Grundplatten

Servos

Motoren

Platinen

TB6612_Motor_driver

PCA9685_PWM_Driver.JPG

Robot_hats.JPG

Räder

Kamera

Weblinks

• Carolo Cup Homepage
• Carolo-Cup 2018: Kleine Autos ganz groß
• SunFounder Raspberry Pi Smart Video Car Kit V2.0
• Zukunftsrauschen: Mobilität in Meschede

Siehe auch

1. Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider
2. Anforderungen an eine wissenschaftlich Arbeit
3. Programmierrichtlinien für Matlab
4. SVN Repositorium

---

→ zurück zum Hauptartikel: Studentische Arbeiten