Kalman-Filter zur Bestimmung der Geschwindigkeit aus den LIDAR-Daten

Autor: Daniel Block

Bearbeiten Sie nachfolgende Aufgaben bis zum Abgabetermin und stellen Sie Ihre Lösung bis zur Abgabetermin Prof. TBD vor. Gehen Sie systematisch in den in SDE vermittelten Schritten

• Theorie
• Konzept
• Modellierung
• Umsetzung
• Testing

vor.

Konzept

Als Aufgabenstellung ist anhand der LIDAR-Messwerte die Egogeschwindigkeit des Fahrzeugs in Längsrichtung mittels Kalman-Filter zu schätzen.

Aufzeichnung

Zeichnen Sie im Praktikum mit Hilfe des Teams Deitel/Groß eine Geradeausfahrt auf ein stehendes Ziel (z.B. Karton) auf. Diese Aufzeichnung sollte auch die aus den Hallsensoren ermittelte Geschwindigkeit und Position enthalten.

Schnittstelle zu Matlab

Lesen Sie die Messwerte in Matlab (nicht Simulink) ein.

Rohdatenverarbeitung

Extrahieren Sie aus LIDAR-Messwerten das stehende Objekt. Sie dürfen gern den Algorithmus aus der Vorlesung verwenden.

Modellierung

Erstellen Sie ein System und ein Messmodell.

Als Systemmodell ist ein Ruck-Null-Modell zu wählen.

Der Zustandsvektor lautet $\underline{x}={x \choose \dot{x}}$

Nutzen Sie ein Kalman-Filter-Tracking, um die Geschwindigkeit und Position des Egofahrzeugs kontinuierlich aus den stehenden Objekten zu bestimmen. Hierzu dürfen keine Toolboxen verwendet werden.

Ergebnisdarstellung

Stellen Sie die Schätzung in je einem Diagramm $x(t)$ und $\dot{x}(t)$ der Messung gegenüber und diskutieren Sie diese.

Plausibilisieren Sie die Strecke und die Geschwindigkeit über die mit dem Hallsensor gemessenen Referenzdaten.

Code Review

Machen Sie für Ihren Quelltext ein Code Review und dokumentieren Sie dieses in der Vorlage (\Anforderungsmanagement\Testverfahren).

Modultest

Führen Sie für Ihre Quellen einen Komponententest durch und dokumentieren Sie diesen entsprechend der Vorlesung Reliability Engineering. Simulieren Sie hierzu die Eingangsdaten, stellen Sie die Ergebnisse dar und diskutieren Sie diese.

Systemtest

Prüfen Sie, ob Ihr Modell negative Auswirkungen auf das Gesamtsystem (EPA, BSF) hat. Führen Sie Ihre Ergebnisse Herrn Prof. Schneider vor und übernehmen Sie nach der Abnahme das Modell in den Hauptzweig (trunk).

Dokumentation

Dokumentieren Sie alle Daten in SVN und die Ergebnisse in diesem Artikel. Berücksichtigen Sie dabei die Kriterien für wissenschaftliches Arbeiten sowie die Anforderungsunterlagen von SDE (z.B. Schnittstellendokumentation.docx, Namenskonventionen.pdf, Lastenheft_AutonomesFahrzeug.docx).

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