Kommunikation Hokuyo LiDAR

Autor: Isaac Mpidi Bita (Diskussion)

Meilenstein 1:

1. Diagnoseschnittstelle
   1. Recherche der Toolkette des Vorgangssemester
   2. Treiber Installation
   3. Hokuyo LiDAR via USB an PC (C-Quellcode, Visual Studio)
   4. Objektdatenverarbeitung analysieren und dokumentieren
   5. Überprüfung der vorliegende Dokumentation (ggf. Überarbeiten, aktualisieren)
   6. Diagnoseschnittstelle LiDAR in Control Desk (Objektliste, XY-Plotter)
2. Rapid Control Prototyping
   1. Einweisung über den Einsatz der dSPACE Karte an das Team
   2. Einsatz der dSPACE Karte durchführen, nicht lauffähige Projekt debuggen und lauffähig machen

Meilenstein 2:

1. Diagnoseschnittstelle
   1. Aktualisierung des Schnittstellendokumentes
2. Rapid Control Prototyping
   1. Überprüfung bidirektionale Verbindung PC via RS232 zu DS1104
   2. Dokumentation als Signalflussplan
   3. Wiki Artikel zur bidirekionalen Verbindung

Einleitung

Im Rahmen des SDE-Praktikums sollen die Studierenden an das Carolo-Cup-Projekt weiterarbeiten. Dies hat für Ziel, das Erlangen praktischer Erfahrung bei eingenstädigen Entwicklung eines mechatronischen System und das Erlangen von Kompetenzen in der Projektplannung innerhalb eines Teams.

Dieser Artikel befasst mit zwei Themen: die Diagnoseschnittstelle und der Einsatz der dSPACE-Karte DS1104. Im Diagnoseschnittstelle wird hauptsächlich die Kommunikation LiDAR-PC via USB zu erstellen. Für den Einsatz der dSPACE-Karte ist das Ziel ein kompilierbares und lauffähiges Simulink-Online-Modell spätestens am Ende des Semester zu haben.

Dieser Artikel wird von Isaac Mpidi Bita bearbeitet.

Inbetriebnahme des Hokuyo LiDAR via USB

Treiber Installation

Um das Hokuyo LiDAR in der Laborrechner verwenden zu können. Benötigt man einen entsprechenden Treiber. Dies finden Sie im Ordner .../trunk/Tools/Lidar_Treiber Um den Treiber zu installieren brauchen Sie ADMIN-Rechte. Als Ansprechpartner können Sie sich an der Prof. Dr. Schneider oder an Ilja Raza wenden.

Die Installationsvorgang läuft wie folgt:

• Installation des Hokuyo-LiDAR-Software
• 
• 
• 
• 
• 

Hardware-Beschreibung für die Kommunikation

Debugging der Online Simulation

Einleitung

Das Debugging und die Kompilierbarkeit des Online-Modells war einer der Hauptziele für den Sommersemmer 2019. In dieser Abschnitt werden wichtige Erkenntnisse dieser Aufgabe dokumentiert.

Debug des Modells

In dieser Aufgabe wird systematisch das komplette Modell debuggt. Wichtig ist es erstmal alle Fehlerursachen zu finden und zu versuche diese zu beseitigen. Da das erste Ziel einer kompilierfähiges Online Modell ist, werden vorerst die Richtigkeit und Plausibilität der Werte bzw. Datenfluss nicht berücksichtigt. Im Wintersemester 2019-2020 wird sich jedes Team um die Datenrichtigkeit deren Blöcke gewährleisten.

Damit das ganze System kompilierfähig ist muss nicht jeder Block kompilierbar sein. Weil es Signale, Variablen und Funktionen genutzt werden, die von anderen Blocks abhängen.

Das Online-Modell beinhaltet folgende Blöcke:

• Sensoren (SEN)
• Aktoren (AKT)
• Sensorsignalaufbereitung (SAB)
• Objekt- und Spurerkennung (OSE)
• Bahn und Spurführung (BSF)
• Autonomes Einparken (AEP)
• Fahrtmodus (FAMO)
• Zähler und Zeitstrahl
• SEN - Geschwindigkeit

Situation am Anfang des Sommersemester 2019

Anweisung für das ONLINE-Modell

• Nutzen sie bitte MATLAB 2013a

• Achten Sie bitte auf der Solver des Blocks --> Fixed Step

• Lesen Sie die Wiki-Artikeln durch

• Notieren Sie Fehlermeldungen und Warnings

• Warnings sind sofort zu beseitigen beim Erstellen einer neuen Bibliothek!

Error

Error RTI Build Error

  Starting build procedure with RTI 7.0 (RTI1104, 02-May-2013)
  Model: "AKT"
  ----------------------------------------------------------------------
  *** Using configuration set : "ModelReferencing"
  *** Working directory       : "D:\SVN\SDE_Praktikum\MTR_SDE_Praktikum\Software\CaroloCupFahrzeug"
  *** Initializing code generation
  ### Starting Simulink Coder build procedure for model: AKT
  ------------------------------------------------------------
  RTI Build Error
  Configuration Parameters dialog:
  Specification of the Fixed-step size with 'auto' is not supported in this version of RTI.
  TIP: For this option you can set a default value that applies to new models.
  To do so, open the Model Explorer and edit the Configuration Preferences of
  the Simulink Root model.
  ------------------------------------------------------------
  *** Stopped RTI build procedure for model: AKT.
  ----------------------------------------------------------------------

Bedeutung

Der konkrete Buildfehler entsteht, weil die Schrittweite (Fixed-Step size) in Ihrem Modell nicht korrekt konfiguriert ist. MATLAB bietet hier eine Funktion "auto" - diese kann aber von Echtzeitsystemen wie der DS1104 nicht genutzt werden.

Behebung

• Simulink-Subsystem in einer neuen Simulink-Blank-Modell kopieren
• Jede einzelnen Block des Subsystem überprüfen
• Und Modell neu builden

Empfehlung

Hierfür empfehlt das dSPACE-Support einen fixen Wert mit einer Schrittweite von 1ms (= 0.001).

Nicht gebuildete S-Function

Bei Änderung bzw. Verlust der Dateien muss die S-Function immer neu gebuildet werden.

Behebung

• Doppelklick auf der gewünchten S-Function
• Klicken SIe auf Build
• Klicken Sie auf für die Überschreibung bzw. Overwriting
• Klicken SIe auf Close

Sie werden einen Status erhalten, ob die Bildung erfolgreich oder fehlhaft war.

• 

  Menu S-Function

• 

  Status der Funktionsbildung

Nicht definierte Variablen

   Error evaluating parameter 'Value' in 'CCF_online/BSF - Bahnplanung und Spurfuehrung/BSFVx - Bestimmung Sollgeschwindigkeit/BsfVx_VxHindernis_f64'

• 

  Fehlermeldung

• 

  FEhler im Simulink-Modell

Bedeutung

Die Funktion oder die genannte Variable wurde nicht definiert.

Behebung

Um den Fehlher zu beheben:

• Gehen Sie in der SVN-Ordner \Software\CaroloCupFahrzeug\parameter
• Wählen Sie die Parameterfile (*.m-File), wo die die Variable definiert wird,

 in diesem Fall "param_BSF.m"

• Initialisieren Sie die gewünchte Parameter

 in diesem Fall "BsfVx_VxHindernis_f64"

• 

Achtung: Wenn diese Fehlermerdung häufig auftaucht, verifizieren Sie, ob die Verlinkung richtig gemacht wurde

Verbindungsfehler zu der dSPACE-Karte

  File I/O error on file 'rti1104.tlc'
  Operation that caused an error: open

Umgang

• Verifizieren Sie ob die dSPACE-Karte richtig angeschlossen ist.
• Stellen Sie sich sicher, dass die dSPACE-MTLAB-Toolbox installiert ist.
• Stellen Sie sicher, dass sie die richtige MATLAB-Version gestartet haben.

Warnings

Verlinkungswarnung

    Warning: bib_Sensoren_Aktoren_online.mdl, line 5405: 
    "bib_Sensoren_Aktoren_online/SEN - Sensoren - online/SenAbs - 
    Abstandssensorik/Infrarotsensor HR nach Hinten/MATLAB Function" 
    is a parameterized link
    To view, discard, or propagate the changes for this link, 
    use the "Library Link" menu item
    Link: bib_Sensoren_Aktoren_online/SEN - Sensoren - online/SenAbs - 
    Abstandssensorik/Infrarotsensor HR nach Hinten

    Warning: Warning: bib_Sensoren_Aktoren_online.mdl, line 5103: "bib_Sensoren_Aktoren_online/SEN - Sensoren - online/SenAbs -
    Abstandssensorik/Infrarotsensor HR/MATLAB Function" is a parameterized link. To view, discard, or propagate the changes for this
    link, use the "Library Link" menu item
    Link: bib_Sensoren_Aktoren_online/SEN - Sensoren - online/SenAbs - Abstandssensorik/Infrarotsensor HR

    Warning: bib_Sensoren_Aktoren_online.mdl, line 5707: "bib_Sensoren_Aktoren_online/SEN - Sensoren - online/SenAbs - 
    Abstandssensorik/Infrarotsensor VR/MATLAB Function" is a parameterized link. To view, discard, or propagate 
    the changes for this link, use the "Library Link" menu item

Bedeutung

Diese Warnung taucht meistens beim Starten des Modell auf. Dies bedeutet, dass die Bibliothek im Modell nicht mehr mit dem Hyperlink überreinstimmen.

Umgang

• Rechtsklick auf das Block
• Wählen Sie „Library Link“
• Klicken Sie auf „Resolve Link“. Ein Dialog-Fernster wird sich öffnen
• Wählen SIe eine Aktion aus

Merke

• Wählen Sie Push, wenn Sie wollen, dass die Änderungen in die Bibliothek übernommen werden.
• Wählen SIe Restore, wenn Sie wollen, dass der Zustand aus der Bibliothek in das Model übernommen wird.

Situation am Ende des Sommersemester 2019

Ergebnis - Rapid Control Prototyping

-----------------------------------------------------------------------------------------
LOADING APPLICATION "CCF_online.sdf" ... 
[#1] ds1104 - RTLIB:	Application UUID: F9BBF58E-B4EE-4C6D-8AC3-5297A4983AA7 (0) 
[#2] ds1104 - RTI:	Initializing ... (720) 
[#3] ds1104 - RTLIB:	dSPACE slave-DSP firmware rev. 3.5 detected. (500) 
[#4] ds1104 - RTI:	Initialization completed (721) 
[#5] ds1104 - RTI:	Simulation state: RUN (700) 
LOADING FINISHED 
 
MAKE PROCESS SUCCEEDED 
 
### Successful completion of Simulink Coder build procedure for model: CCF_online
*** Finished RTI build procedure for model CCF_online 
-----------------------------------------------------------------------------------------

Zusammenfassung und Ausblick

Aktuell lässt sich das Gesamt-Online-Modell kompilieren. Das Modell wurde in Labor PC und im Carolo Cup Fahrzeug getestet. Das Kompilieren war in beide Fälle erfolgreich.

Nichtsdestotrotz tauschen einige Warnings auf, die dazu führen dass einigen Blöcke rot markiert bleiben. Die Warnings-Ursachen sind schon bekannt. Für den Wintersemester 2019-2020 wird versucht die zu beseitigen.

Außerdem können der Datenfluss und die übergegebene Werte nicht korrekt sein. Da das Ziel war erst ein kompilierfähiges Modell bis Ende des Sommersemmester 2019 zu haben. Als nächstes wird das Gesamtteam sich um die Datensicherung kümmern, um ein korrektes und lauffähiges System zu bekommen.

Author: Isaac Mpidi Bita

Getting started

• Quelltext von Schauerte/Maier