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Über einen Tiefpassfilter werden fehlerhafte Spurdaten der Kamera ausgefiltert. Mit Hilfe eines PD-Reglers wird ein zu starkes Übersteuern der Lenkung verhindert. Die optimalen Parameter für den Tiefpassfilter, sowie den PD-Regler müssen durch experimentieren ermittelt werden. | Über einen Tiefpassfilter werden fehlerhafte Spurdaten der Kamera ausgefiltert. Mit Hilfe eines PD-Reglers wird ein zu starkes Übersteuern der Lenkung verhindert. Die optimalen Parameter für den Tiefpassfilter, sowie den PD-Regler müssen durch experimentieren ermittelt werden. | ||
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Aktuelle Version vom 27. Februar 2024, 10:32 Uhr
Autonome Spurführung - Gruppe A3
Ziel des Informatikpraktikums II ist es, sich mit der autonomen Spurführung auseinanderzusetzen. Hierfür eignet sich Lego-Mindstorms besonders gut. Auf spielerische Art lässt sich hiermit ein komplexes Fahrzeug konstruieren und programmieren. Eine Kamera (NXT-Cam V4, Mindsensors) ermittelt hierfür die Position der Spur und übergibt diese Daten an die Recheneinheit des Fahrzeugs, welches anhand dieser Daten der Spur autonom folgen soll. In diesem Artikel wird der Aufbau und die Funktionsweise des Fahrzeugs der Gruppe A3 dokumentiert.
Das Team
Gerhard Dick
Teamleitung
Konstruktion
Softwareentwicklung
Video
Jan Laeuffer
Konstruktion
Softwareentwicklung
Präsentation
Khaled AL-Hushibiri
Konstruktion
Softwareentwicklung
3D-Modellierung
Fahrzeugaufbau
Bei diesem Fahrzeugaufbau wurde besonderes Augenmerk auf die Stabilität der Konstruktion gelegt.
Um eine genauere Lenkung zu erhalten, ist ein Lenkgetriebe mit einer Untersetzung von 2 zu 3 verbaut. Desweiteren ist der Lenkwinkel über ein Drehrad manuell regulierbar, sowie eine mechanische Lenkblockierung, um der Lenkung einen Anschlag zu geben.
Für die nötige Geschwindigkeit sorgt die 1 zu 1 Übersetzung der Längsregelung. Angetrieben wird das Fahrzeug mit einem Hinterradantrieb. Mit einem Differentialgetriebe verlaufen Kurvenfahrten reibungsfreier.
Die Kamera dient zur Spurdatenermittlung und erhält über ein Schneckengetriebe einen variablen Neigungswinkel zur optimalen Konfiguration.
Fahrzeugkennwerte
Fahrzeuglänge: 330 mm
Fahrzeugbreite: 155 mm
Spurweite vorn: 145 mm
Spurweite hinten: 145 mm
Achsweite: 265 mm
Max. Radeinschlagwinkel links: 40°
Max. Radeinschlagswinkel rechts: 40°
Softwareumsetzung
Über eine eigens für dieses Fahrzeug entwickelte Software, gelingt es dem Fahrzeug autonom der rechten Fahrspur zu folgen. Hierfür wird das System zunächst in MatLab programmiert. Im weiteren Verlauf stellt sich heraus, dass die Implementierung in C jedoch praktikabler ist. Über einen Tiefpassfilter werden fehlerhafte Spurdaten der Kamera ausgefiltert. Mit Hilfe eines PD-Reglers wird ein zu starkes Übersteuern der Lenkung verhindert. Die optimalen Parameter für den Tiefpassfilter, sowie den PD-Regler müssen durch experimentieren ermittelt werden.
YouTube Video
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