AlphaBot: Programmier-Challenge II SoSe23: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 19. Juni 2023, 07:37 Uhr

Autor: Prof. Dr.-Ing. Schneider
Modul: Praxismodul II
Lehrveranstaltung: Mechatronik, Informatikpraktikum 2, 2. Semester, Sommersemester

Bearbeitungsdauer: 60 Minuten

Inhalt

Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Abschlussprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 6-10. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die AlphaBot-Demos.

Vorbereitung

Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-10: Der AlphaBot muss autonom eigenständig die erste passende Parklücke finden und darin einparken.

Anforderungen

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Das Fahrzeug soll auf einer geraden Straße - fahrend auf der rechten Straßenseite - eine passende Parklücke finden und in diese berührungslos und möglichst schnell einparken.	1
2	Das Fahrzeug fährt an den rechts stehenden Hindernissen auf der Suche nach einer ausreichend langen Parklücke entlang.	1
3	Beim Einparken dürfen keine Hindernisse berührt werden.	1
4	Sobald das Parkmanöver beendet ist, muss das Fahrzeug parallel zur Fahrbahn und innerhalb der Parklücke stehen.	1
5	Es ist eine max. Winkelabweichung von 5 Grad erlaubt.	1
6	Der Abstand zum vorderen und hinteren Hindernis muss jeweils mindestens 10mm betragen.	1
7	Das Einparkmanöver muss innerhalb von 30 Sekunden abgeschlossen sein.	1

Durchführung

Aufgabe 11.1

Planen Sie Ihre Software mittels Zustandsdiagramm mit yEd. Die Zustandsmaschine, soll zwischen den den Zuständen

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

wechseln können.

Das Zustandsdiagramm soll über folgeden Eigenschaften verfügen:

Bezug zum Programm
Header (Autoren, Gruppe, Datum, Funktion,...)
Zustandsbeschreibung
Eingangs-/Ausgangsaktionen (E/A)
Zustandsübergänge
Bedingungen für die Zustandsübergänge

Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.

Link zu yED Live: https://www.yworks.com/yed-live/

Arbeitsergebnis: ZustandsdiagrammAutonomesParken.graphml

Aufgabe 11.2

Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm AutonomesParken.ino muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.

Arbeitsergebnis: AutonomesParken.ino

Aufgabe 11.3

Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.

Tabelle 2: Testprotokoll das autonom einparkende Fahrzeug
Req.	Testergebnis: bestanden/nicht bestanden	Geprüft von Prof. Schneider
1
2
3
4
5
6
7
8

Arbeitsergebnis: Testbericht

Aufgabe 11.4

Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nachhaltig in SVN.

Halten Sie die Regeln für den Umgang mit SVN ein.
Sichern Sie alle Ergebnisse mit einem aussagekräftigen Text (log-message) in SVN.
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.
Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z. B. Inf2P_B9\Termin_11\Aufgabe_11_1).

Arbeitsergebnis in SVN: SVN Log

Hinweise

Erbringen Sie eine Eigenleistung. Plagiate werden mit 0 Punkten bewertet.
Gehen Sie systematisch vor Planung → Umsetzung → Test → Dokumentation.

FAQ

Ist Anwesenheitspflicht? Ja.
Muss ich den Baukasten mitbringen? Nein. Die AlphaBots stehen Ihnen im Labor zur Verfügung.
Ist es ein Plagiat, wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? Ja.
Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z. B. chatGPT gilt als Plagiat.

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 == Inhalt ==
-Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Zwischenprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 6-10. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die AlphaBot-Demos.
+Diese Programmier-Challenge dient als Lernzielkontrolle und semesterbegleitende Abschlussprüfung. Im Termin erhalten Sie eine Herausforderung, die Sie in einem festen Zeitrahmen als Team oder Einzelperson lösen. Das Ergebnis dieser Challenge wird in SVN gesichert und anschließend bewertet. Inhaltlich ist die Aufgabe eine Mischung der vorangegangenen Lektionen 6-10. Sie haben Zugriff auf Ihre Quellen in SVN sowie die AlphaBot-Demos.
 == Vorbereitung ==
+Die Programmier-Challenge verbindet die Lektionen 1-10: Der AlphaBot muss autonom eigenständig die erste passende Parklücke finden und darin einparken.
+== Anforderungen ==
+{| class="wikitable"
+|-
+! Req.  !! Beschreibung !! Priorität
+|-
+| 1  || Das Fahrzeug soll auf einer geraden Straße - fahrend auf der rechten Straßenseite - eine passende Parklücke finden und in diese berührungslos und möglichst schnell einparken. || 1
+|-
+| 2  || Das Fahrzeug fährt an den rechts stehenden Hindernissen auf der Suche nach einer ausreichend langen Parklücke entlang. || 1
+|-
+| 3  || Beim Einparken dürfen keine Hindernisse berührt werden. || 1
+|-
+| 4  || Sobald das Parkmanöver beendet ist, muss das Fahrzeug parallel zur Fahrbahn und innerhalb der Parklücke stehen. || 1
+|-
+| 5  || Es ist eine max. Winkelabweichung von 5 Grad erlaubt.  || 1
+|-
+| 6  || Der Abstand zum vorderen und hinteren Hindernis muss jeweils mindestens 10mm betragen. || 1
+|-
+| 7  || Das Einparkmanöver muss innerhalb von 30 Sekunden abgeschlossen sein. || 1
+|-
+|}
+== Durchführung ==
+=== Aufgabe 11.1 ===
+Planen Sie Ihre Software mittels [https://de.wikipedia.org/wiki/Endlicher_Automat Zustandsdiagramm] mit [https://www.yworks.com/products/yed yEd].
+Die Zustandsmaschine, soll zwischen den den Zuständen
+* Zustand 1: Parklücke suchen,
+* Zustand 2: Rechtseinschlag (rückwärts),
+* Zustand 3: Linkseinschlag (rückwärts) und
+* Zustand 4: Geradeaus (Korrekturzug)
+wechseln können.
+Das Zustandsdiagramm soll über folgeden Eigenschaften verfügen:
+* Bezug zum Programm
+* Header (Autoren, Gruppe, Datum, Funktion,...)
+* Zustandsbeschreibung
+* Eingangs-/Ausgangsaktionen (E/A)
+* Zustandsübergänge
+* Bedingungen für die Zustandsübergänge
+Sichern Sie das Zustandsdiagramm in dern ersten 15 Minuten der Challenge in SVN.
+'''Link zu yED Live:''' https://www.yworks.com/yed-live/
+'''Arbeitsergebnis''': <code>ZustandsdiagrammAutonomesParken.graphml</code>
+----
+=== Aufgabe 11.2 ===
+Setzen Sie die geplante Software 1:1 mit der Arduino IDE um. Das Programm <code>AutonomesParken.ino</code> muss die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllen.
+'''Arbeitsergebnis''': <code>AutonomesParken.ino</code>
+----
+=== Aufgabe 11.3 ===
+Testen Sie, ob Ihre Software die Anforderungen in Tabelle 1 erfüllt.
+{| class="wikitable"
+|+ style = "text-align: left"| Tabelle 2: Testprotokoll das autonom einparkende Fahrzeug
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+! Req.  !! Testergebnis: bestanden/nicht bestanden !! Geprüft von Prof. Schneider
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+| 1  ||  ||
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+| 2  ||  ||
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+| 3  ||  ||
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+| 4  ||  ||
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+| 8  ||  ||
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+|}
+'''Arbeitsergebnis''': <code>Testbericht</code>
+----
+=== Aufgabe 11.4 ===
+Dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse nachhaltig in SVN.
+* Halten Sie die Regeln für den [[Software_Versionsverwaltung_mit_SVN|Umgang mit SVN]] ein.
+* Sichern Sie alle Ergebnisse mit einem aussagekräftigen Text (<code>log-message</code>) in SVN.
+* Halten Sie die [[Medium:Programmierrichtlinie.pdf|Programmierrichtlinie für C]] und die [[Medium:Programmierrichtlinien_für_Matlab.pdf|Programmierrichtlinien für MATLAB<sup>®</sup>]] ein.
+* Versehen Sie jedes Programm mit einem Header ([[Header Beispiel für MATLAB]], [[Header Beispiel für C]]).
+* Kommentiere Sie den Quelltext umfangreich.
+* Sichern Sie Ihre Ergebnisse in Ordnern (z.&thinsp;B. <code>Inf2P_B9\Termin_11\Aufgabe_11_1</code>).
+'''Arbeitsergebnis''' in SVN: <code>SVN Log</code>
+== Hinweise ==
+* Erbringen Sie eine Eigenleistung. Plagiate werden mit 0 Punkten bewertet.
+* Gehen Sie systematisch vor Planung → Umsetzung → Test → Dokumentation.
 == FAQ ==
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 * Ist es ein [[Software_Plagiat|Plagiat]], wenn ich Quelltext anderer kopiere und als meine Leistung in einer Prüfung abgebe? '''Ja.'''
 * Darf ich für die Lösung eine KI verwenden? '''Nein. Die Prüfungsleistung ist eine Eigenleistung und die Verwendung einer KI wie z.&thinsp;B. <code>chatGPT</code> gilt als Plagiat.