Test der RS232-Kommunikation (Abschlusstest WiSe 22/23)

Betreuer: Prof. Dr.-Ing Ulrich Schneider, Marc Ebmeyer
Autor: Tim Schonlau, Changlai Bao in WS2022/23

Einleitung

Abschließender Test des KOM - Kommunikation Teams Sprint2 und 3 im WiSe 22/23. Die in der OSE Softwareumgebung beinhaltendende RS232-Kommunikation wird auf alle zu übertragenden Daten überprüft.

Anforderungen

Über die RS-232-Schnittstelle müssen die Parameter des zu steuernden Fahrzeugs getestet werden. Das DS1104 gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx,Ego) und den Lenkwinkel α an den PC weiter. Im Gegenzug liefert der PC dem DS1104 die Spurparameter a, b und c sowie die Parameter der Hindernisse. In den Tabellen 1 und 2 sind alle Parameter aufgeführt, die geprüft werden müssen.

Tabelle 1: Übertragene Daten DS1104 zu PC

Signalname	Datentyp	Beschreibung
V_x_ego	float32 (4 Byte)	Ego-Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs
alpha	float32 (4 Byte)	Lenkwinkel: α > 0 Lenkausschlag links, α < 0 Lenkausschlag rechts
Gesamtgröße des Datenpakets		8 Byte

Da momentan für den Handshake 16 Byte große Pakete übertragen werden sind auch die Datenpakete von dSpace zu PC 16 Byte groß(zwei float64 Werte statt float32). Dies sollte in Zukunft geändert werden.

Tabelle 2: Übertragene Daten PC zu DS1104

Signalname	Datentyp	Beschreibung
a	float32 (4 Byte)	Fahrspurparameter
b	float32 (4 Byte)	Fahrspurparameter
c	float32 (4 Byte)	Fahrspurparameter
lane_asign	bool (1 Byte)	Spurzuordnung: 1 = rechte Fahrspur, 0 = linke Fahrspur
stop_insight	bool (1 Byte)	1 = Stopplinie erkannt, 0 = keine Stopplinie erkannt
stop_distance	float32 (4 Byte)	Entfernung zur Stopplinie
n_objekte	uint8 (1 Byte)	Anzahl relevanter Objekte (maximal 5)
number[n_objekte]	uint8 (1 Byte)	Objektzähler
x_0[n_objekte]	float32 (4 Byte)	x-Koordinate des Objektmittelpunktes (mitte, vorn)
y_0[n_objekte]	float32 (4 Byte)	y-Koordinate des Objektmittelpunktes (mitte, vorn)
b[n_objekte]	float32 (4 Byte)	Objektbreite
t[n_objekte]	float32 (4 Byte)	Objekttiefe
alpha[n_objekte]	float32 (4 Byte)	Objektausrichtung
v[n_objekte]	float32 (4 Byte)	Betrag des Geschwindigkeitsvektors
plausible[n_objekte]	uint8 (1 Byte)	Vertrauenswert für das Objekt in Prozent ( 0 = minimale Vertrauen, 100 = maximale Vertrauen)
Gesamtgröße des Datenpakets		149 Byte

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Outputs von DS1104SER_RX analysieren

Um die Funktionsweise des SenKam-Moduls in bib_Sensoren_Aktoren_online besser zu verstehen, können wir das unten stehende Skript und die in ControlDesk aufgenommenen Daten verwenden, um die Größe der Eingabe- und Ausgabedaten zu vergleichen:

• plot_KOM_RXBytes.m

• RXNumBytesREC1_005.mat

Die folgende Abbildung zeigt eine vergleichende Darstellung der Datenmenge:

• DS1104SER_RX_Analyse_1.fig

• DS1104SER_RX_Analyse_2.fig

Testfälle

SVN Versionen

Die ausführlichen Tabellen zu den Testfällen lassen sich mit Klick auf den Button "Ausklappen" anzeigen.

Testfall 1 (Sprint2)

Bezeichnung: Übertragen von Spurpolynom aus OSE - Objekt - und Spurerkennung ($Y(X)=aX^2+bX+c$)
Tester: Tim Schonlau, Changlai Bao
Datum: 05.12.2022, Subversion Revision 8153
Testinstanz: PC mit 9 poligen D-Sub Kabel an dSPACE Karte DS1104 angeschlossen
Verwendete Software: OSE_Draufsicht_Spurpolynom_RS232.exe, dSPACE Control Desk Projekt Inbetriebnahme, Simulink online.slx.

Schritt Nr.	Beschreibung	Ausgangszustand	Aktion(en)	Ergebnis	Bewertung	Bemerkung
Precondition 1	Start des PCs, RS232-Kabel einstecken, Update SVN Working-Copy auf Revision 8153	PC ist aus, Kabel nicht eingesteckt, lokale Daten veraltet	OSE Draufsicht Spurpolynom_RS232.sln starten, dSPACE Control Desk starten und über Öffnen das Projekt Inbetriebnahme laden	Der PC ist hochgefahren und alle benötigten Dateien aus dem SVN Repository sind lokal gespeichert	i.O.	Serielle Verbindung zwischen PC und dSpace Karte
Precondition 2	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk Projekt werden gestartet	Benötigte Dateien vorhanden, Hardware und Kabel eingerichtet	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden gestartet	Visual Studio mit der OSE_Spurpolynom_Draufsicht_RS232.sln Solution geöffnet	i.O.	Visual Studio Projekt
Testschritt 1	Kommunikation wird getestet, indem die Ausgabe in der Konsole der Visual Studio Solution mit den Ergebnissen der dSPACE ControlDesk verglichen werden	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Die Spurpolynom- koeffizienten werden im Konsolenfenster ausgegeben und korrekt in dSPACE Control Desk angezeigt.	i.O.	dSPACE Control Desk KOM Testergebnis
Testschritt 2	Kommunikation wird getestet, indem die Ausgabe in der Konsole der Visual Studio Solution mit den Ergebnissen der dSPACE ControlDesk verglichen werden	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Die Linienparameter werden im Konsolenfenster ausgegeben und korrekt in dSPACE Control Desk angezeigt.	n.i.O.	dSPACE Control Desk KOM Testergebnis
Testschritt 3	Kommunikation wird getestet, indem die Ausgabe in der Konsole der Visual Studio Solution mit den Ergebnissen der dSPACE ControlDesk verglichen werden	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Die Lidar Objektparameter werden im Konsolenfenster ausgegeben und korrekt in dSPACE Control Desk angezeigt.	n.i.O.	dSPACE Control Desk KOM Testergebnis
Postcondition	ControlDesk stoppen, Visual Studio schließen	Messung in ControlDesk läuft, Datenübertragung wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden geschlossen	PC kann heruntergefahren werden	i.O.	-----

Testfall 2 (Sprint3)

Bezeichnung: Übertragen aller Variablen der OSE - Objekt - und Spurerkennung
Tester: Tim Schonlau, Changlai Bao
Datum: 04.01.2023, Subversion Revision 8352 (noch nicht im trunk!!!)
Testinstanz: PC mit 9 poligen D-Sub Kabel an dSPACE Karte DS1104 angeschlossen
Verwendete Software: OSE_Draufsicht_Spurpolynom_RS232.exe, dSPACE Control Desk Projekt Inbetriebnahme, Simulink online.slx.

Schritt Nr.	Beschreibung	Ausgangszustand	Aktion(en)	Ergebnis	Bewertung	Bemerkung
Precondition 1	Start des PCs, RS232-Kabel einstecken, Update SVN Working-Copy auf Revision ???	PC ist aus, Kabel nicht eingesteckt, lokale Daten veraltet	OSE Draufsicht Spurpolynom_RS232.sln starten, dSPACE Control Desk starten und über Öffnen das Projekt Inbetriebnahme laden	Der PC ist hochgefahren und alle benötigten Dateien aus dem SVN Repository sind lokal gespeichert	i.O.	Serielle Verbindung zwischen PC und dSpace Karte
Precondition 2	Die Visual Studio Solution mit Lidar Implementierung und das dSPACE Control Desk Projekt werden gestartet	Benötigte Dateien vorhanden, Hardware und Kabel eingerichtet	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden gestartet	Visual Studio mit der OSE_Spurpolynom_Draufsicht_RS232.sln Solution geöffnet	i.O.
Testschritt 1	Spurpolynom- koeffizienten a, b und c und Spurzuordnung, Stopp-Linie sowie Stopp-Linienabstand werden in Ausgabe in der Konsole der Visual Studio Solution mit den Ergebnissen der dSPACE ControlDesk verglichen.	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Alle Parameter der Spurführung werden im Konsolenfenster ausgegeben und korrekt in dSPACE Control Desk angezeigt.	i.O.
Testschritt 2	Übertragung der Lidar-Daten wird getestet, indem die simulierten Daten in der Visual Studio Solution mit den Ergebnissen der dSPACE ControlDesk verglichen werden	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Die Lidar-Daten werden korrekt in dSPACE Control Desk korrekt angezeigt.	i.O.
Testschritt 3	Geschwindigkeit der Kommunikation wird getestet, indem die Ausgabe der Zeit pro Übertragung in der Konsole der Visual Studio Solution ausgewertet wird	Die Visual Studio Solution und das dSPACE Control Desk wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden ausgeführt	Die Kommunikation überträgt die Daten vom PC zur dSPACE-Karte mit einer angemessenen Geschwindigkeit über 100mal pro Sekunde	n.i.O.
Postcondition	ControlDesk stoppen, Visual Studio schließen	Messung in ControlDesk läuft, Datenübertragung wird ausgeführt	Das Sendeprogramm (Visual Studio) und Empfangs-/Kontrollprogramm (dSPACE Control Desk) werden geschlossen	PC kann heruntergefahren werden	i.O.	-----

Testbericht

Die Ergebnisse der Tests in Bezug auf die Anforderungen sind in Tabelle 3 und Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 3: Testsquenz DS1104 zu PC

Testfall-ID	Testfall-Bezeichnung	Ersteller	Datum	Ergebnis	Prüfer	Datum	Bemerkung
1	Übertragen von Ego-Längsgeschwindigkeit	Changlai Bao	-	Ego-Längsgeschwindigkeit noch nicht testen	Tim Schonlau	-	----
2	Übertragen von Lenkwinkel	Changlai Bao	-	Lenkwinkel noch nicht testen	Tim Schonlau	-	----

Tabelle 4: Testsquenz PC zu DS1104

Testfall-ID	Testfall-Bezeichnung	Ersteller	Datum	Ergebnis	Prüfer	Datum	Bemerkung
1	Übertragen von Parameter A	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter A wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
2	Übertragen von Parameter B	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter B wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
3	Übertragen von Parameter C	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter C wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
4	Übertragen von Parameter Spurzuordnung	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Spurzuordnung wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
5	Übertragen von Parameter StopplinieErkannt	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter StopplinieErkannt wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
6	Übertragen von Parameter StopplinieAbstand	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter StopplinieAbstand wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
7	Übertragen von Parameter ObjekteAnzahl	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter ObjekteAnzahl wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
8	Übertragen von Parameter ObjektNummer	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter ObjektNummer wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
9	Übertragen von Parameter ObjektX	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter ObjektX wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
10	Übertragen von Parameter ObjektY	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter ObjektY wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
11	Übertragen von Parameter Objektbreite	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Objektbreite wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
12	Übertragen von Parameter Objekttiefe	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Objekttiefe wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
13	Übertragen von Parameter Objektausrichtung	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Objektausrichtung wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
14	Übertragen von Parameter Objektgeschwindigkeit	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Objektgeschwindigkeit wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----
15	Übertragen von Parameter Objektplausibel	Changlai Bao	04.01.2023	Parameter Vertraunswert wird korrekt übertragen	Tim Schonlau	05.01.2023	----

Testvideo

Bezeichnung: Kommunikation mit den simulierten Daten (Spurparameter, Stopplinieparameter und Dummy LiDAR Werte) der Bildverarbeitung

Abb. 1: Test KOM Lidar Screen Recording 05_01_2023

Zusammenfassung

Das Spurpolynom wird richtig übertragen. Insofern können die Teams in den anderen Modulen wie BSF - Bahn- und Spurführung und AuF - Antrieb und Fernbedienung das Lenken und die Beschleunigung bereits implementieren.
Die weiteren Daten wie Linienerkennungsparameter und Lidar-Objekte müssen noch repariert werden. Der Test hat gezeigt, dass mit der Implementierung mit berechneten Werten aus der OSE Softwareumgebung kann die Kommunikation über RS232 stattfinden.

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