AlphaBot: Autonomes Einparken

Abb. 1: Schritte eines Einparkvorgangs

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul I
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatik Praktikum 2, 2. Semester

Lernziele

Nach Durchführung dieser Lektion können Sie

• mit yED eine Zustandsmaschine planen.
• eine Zustandsmaschine programmieren.
• funktional programmieren und Funktionen zu einem großen Projekt zusammenf¨ugen.
• Quelltext debuggen und optimieren.
• Messdaten speichern und via MATLAB^® auswerten und visualisieren.
• autonom einen AlphaBot einparken.

Vorbereitung/Hausaufgabe

In diesem Praktikumstermin soll Ihr AlphaBot autonom einparken. Erstellen Sie als Vorbereitung ein Zustandsdiagramm für die Funktion Parken() mit yEd. Planen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den Zuständen

• Zustand 1: Parklücke suchen,
• Zustand 2: Rechtseinschlag (rückwärts),
• Zustand 3: Linkseinschlag (rückwärts) und
• Zustand 4: Geradeaus (Korrekturzug)

unterscheiden kann. Welche Transitionen führen zu den Zustandsübergängen?

Legen Sie das programm als Funktionsrümpfe an.

Arbeitsergebnis: ZustandsdiagrammAutonomesParken.graphml

Arbeitsergebnisse: AEP.pap, AEP.ino

Versuchsdurchführung

In diesem Termin lassen wir den AlphaBot autonom einparken.

Aufgabe 10.1: Parken

Schreiben Sie das Programm AutonomesParken.ino. Folgende Funktionsanforderungen sollten erfüllt werden:

1. Erstellen Sie eine Zustandsmaschine, die zwischen den 4 Zuständen
   1. Zustand 1: Parkl¨ucke suchen,
   2. Zustand 2: Rechtseinschlag,
   3. Zustand 3: Linkseinschlag und
   4. Zustand 4: Geradeaus (Korrekturzug)

unterscheiden kann.

1. Fahren Sie konstant ohne Unterbrechung z¨ugig r¨uckw¨arts.
2. Verwenden Sie Ihr Programm sucheParkluecke.ino im Zustand 1.
3. Programmieren Sie Zustand 2: Rechtseinschlag. Schlagen Sie voll rechts ein und fahren Sie

r¨uckw¨arts bis das Fahrzeug 40° zur L¨ucke steht.

1. Programmieren Sie Zustand 3: Linkseinschlag. Schlagen Sie voll links ein, bis das Fahrzeug

gerade (0 °) in der L¨ucke steht.

1. Programmieren Sie Zustand 4: Geradeaus. Fahren Sie gerade vorw¨arts, bis Sie mittig in der

Parkl¨ucke stehen.

1. Schalten Sie alle Motoren aus.

Aufgabe 10.2: Nachhaltige Doku

• Sichern Sie alle Ergebnisse mit beschreibendem Text (message) in SVN.
• Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
• Halten Sie die Programmierrichtlinie für C und die Programmierrichtlinien für MATLAB^® ein.
• Versehen Sie jedes Programm mit einem Header (Header Beispiel für MATLAB, Header Beispiel für C).
• Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.

Hinweise:

• Es empfiehlt sich die Zustandsmaschine mit den Befehlen switch..case zu realisieren.
• Ermitteln Sie die Roboterpose aus den unterschiedlichen Radumdrehungen (Differenzielle Odometrie).
• Nutzen Sie den Ultraschallsensor um Mittig in der Parkl¨ucke zu stehen.

Arbeitsergebnisse: AutonomesParken.ino

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Literatur

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