AEP Gruppe C1

In diesem Wiki-Beitrag möchten wir, die Gruppe C1 des Informatikpraktikum II des SoSe14, unsere Ergebnisse des Projektes Autonomes Einparken (AEP) mit Lego Mindstorms präsentieren. Das Praktikum wurde von Prof. Schneider betreut.

Projektziele

Entwicklung und Programmierung eines mobilen, autonom einparkenden Roboters
Fahrzeugbau soll sich an der Realität orientieren
Verwendung von Lego Mindstorms
- Ultraschallsensor
- Gierratensensor
- NXT-Motoren
Programmierung in MATLAB und Simulink

Meilensteine

1. Meilenstein:

Konstruktion des Fahrzeuges mit folgenden Eigenschaften:
- Realitätsnah mit einer Antriebs- und Lenkachse
- Max Radeinschlag 40°
- Achsenabstand zur Spurweite im Verhältnis 2:1
- Anbringung des Ultraschallsensors und des Gierratensensors
Entwicklungsumgebung (MATLAB) einrichten
Einarbeitung in MATLAB:
- Batteriestand des NXT Bausteins auslesen und diesen in einem Graphen über der Zeit plotten
Auseinandersetzen mit den Eigenschaften des Ultraschallsensors
Einarbeitung in SVN

2. Meilenstein:

Auseinandersetzen mit dem Gierratensensor
Geradeausfahrt mit dem Fahrzeug und plotten der Gierrate, Gierwinkel, gefahrenen Strecke und der Geschwindigkeit über der Zeit
Offsetkalibrierung des Gierratensensors

3. Meilenstein:

Ultraschallmesswerte plotten
Parklücken mithilfe des Ultraschallsensors vermessen und erkennen
Geregeltes Geradeausfahren mithilfe des Gierratensensors

4. Meilenstein:

Das Einparken mithilfe einer Zustandsmaschine realisieren
Speichern von Daten in einer Textdatei

5. Meilenstein:

Einarbeitung in Simulink
Geradeausfahrt, Parklücke finden und das Einparken mit Simulink realisieren

Hardwarelösungen

Für den Antrieb des Fahrzeuges wurde ein Differentialgetriebe gebaut und angebracht, damit bei einer Kurve sich die Räder zwar mit derselben Vortriebskraft, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen.

Für die Lenkung wurden auf einer Welle Zahnräder angebracht, die auf einer Zahnradschiene laufen und somit den vorderen Teil des Fahrzeuges inklusive der Vorderreifen um ± 40° verschieben können.

Der Ultraschallsensor wurde an der rechten Seite des Fahrzeuges angebracht, da man bei einer Einparksituation die rechte Seite nach Parklücken untersucht. Der Gierratensensor wurde auf der linken Seite angebracht.

Weitere Fahrzeugdaten:

Fahrzeuglänge: 300mm
Fahrzeugbreite: 170mm
Spurweite vorne: 170mm
Spurweite hinten: 155mm
Achsabstand: 255mm
Max. Radeinschlagswinkel Linkseinschlag: 40°
Max. Radeinschlagswinkel Rechtseinschlag: 40°

Softwarelösungen

Anfangs liest der Ultraschallsensor den Abstand aus und speichert diesen in einen Sollwert und fährt dann los. Sollte der Ultraschallsensor einen größeren Abstand messen (größer als Sollwert + Konstante) wird diese Lücke mithilfe der Berechnung der Motorumdrehungen ausgemessen. Ist die Lücke groß genug (1,5fach größer als Fahrzeug), bleibt das Fahrzeug stehen. Ist dies nicht der Fall, fährt es weiter und wiederholt diesen Vorgang.
Danach folgt das eigentliche Einparken, was mithilfe einer Zustandsmaschine programmiert wurde. Im ersten Zustand schlägt die Lenkung maximal nach rechts ein und das Fahrzeug fährt solange rückwärts, bis der Gierratensensor einen Wert >= 40° misst. Im folgenden Zustand wird die Lenkung maximal nach links gesteuert, so dass sich das Fahrzeug beim Rückwärtsfahren wieder gerade bei 0° aufstellt. Im anschließenden Zustand wird die Lenkung wieder mittig eingestellt und das Fahrzeug fährt ein wenig nach vorne, so dass es vorzugsweise mittig in der Parklücke steht. Am Ende wird dann noch eine Fanfare abgespielt.

Projektgruppe

Projektgruppe C4 (SoSe 2014):

Niklas Lingenauber (2.Fachsemester MTR)
Kevin Penner (2.Fachsemester MTR)

Downloads

Anleitung für den Nachbau des Fahrzeuges (.html Datei): Datei:Anleitung Fahrzeugbau Gruppe C4.zip
Passwort zum Entpacken: HSHL

Weblinks

Feedback zum Artikel

--Ulrich Schneider (Diskussion) 08:31, 19. Jun. 2014 (CEST)

Vorbildlich!
Ich habe die Links umformatiert.
Sie könnten sich noch USER Seiten anlegen und auf diese verlinken.

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