Autonomes Fahrzeug, abgeschlossenes Projekt

Hallo,

immer noch weit entfernt vom Ziel, gehts schon in die richtige Richtung. Als einfachste Plausibilitätsprüfung berechne ich den Abstand der erkannten Lampen. Wenn der zu stark abweicht, wird das Ergebnis der Positionsbestimmung nicht weiter verarbeitet. Sowohl die Vergleichsfarben, als auch die Mitte des Suchfensters werden jetzt mit jeder plausiblen Positionsbestimmung nachgeführt.

So lässt es sich schon manuell gesteuert herumkurven. Algorithmen und Parameter werden getestet.

Bild hier  

Grüsse,
Hannes

Hallo,

recht spektakulär schaut es noch immer nicht aus, aber die Tests sind nicht nur lehrreich, sondern dann auch wieder erfreulich:

Bild hier  

Das ist schon einmal fehlerfrei.

Auf der Basis könnte man schon die ersten autonomen Funktionen realisieren, aber das Arbeiten an der Störfestigkeit ist gerade interessanter.

grüsse,
Hannes

SLAM, fast SLAM, online SLAM --> google.

Zitat:

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SLAM, fast SLAM, online SLAM --> google.

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Hallo avion,

nein, um SLAM handelt es sich hier nicht.

grüsse,
Hannes

Hallo,

mein Peiltechnikträger, um nicht zu sagen mein Leuchtdioden-spazieren-führ-fahrzeug musste so einiges an Tests mitmachen. Softwareseitig ist einiges klarer geworden, Hardwareseitig habe ich die Überzeugung gewonnen, dass ich als nächstes relativ grosse Farbscheiben, beleuchtet oder unbeleuchtet testen werde. Bei den Leuchtdioden ist weniger der Abstrahlwinkel das Problem, sondern eher die geringe Ausdehnung und die Übersteuerung der Kamera. Im Zentrum sind sie dann alle weiss.

Aber bevor ich die Peilzeichen umbaue, möchte ich noch einen Versuch in Richtung Autonomie des Fahrens unternehmen.

Also habe ich, um es für mich zunächst einmal ganz einfach zu machen, vor dem Fahrzeug zwei Testpunkte definiert.

Bild hier  

rot = Kurs
grün = Fahrzeug
die Eckpunkte des graugrünen Dreiecks = Testpunkte

Es soll also wie mit einem ganz einfachen Linienfolger navigiert werden. Das soll nur virtuell in der Karte vorgegeben werden und in der Realität befolgt werden.

Als Kurs könnte man in der Karte eine Rundkurs vorgeben. ER ist leicht elliptisch und pass zur Jahreszeit und dem kommenden Osterfest.

Bild hier  

So hat man schon einmal was zum Testen. Mal sehen.

grüsse,
Hannes

Guten Abend, vohopri,

jetzt bin ich ganz gespannt, wie Du die Bahnregelung organisierst!

Ich vermute stark, Du willst den Regelkreis in den PC verlagern, so dass er dem Fahrzeug nur die errechnete Stellgrösse weitergibt. Du könntest jeweils einen Zwischenpunkt auf dem Osterei als nächsten Zielpunkt ansteuern. Die Regelabweichung wäre dann z.B. die z-Komponente des Vektorproduktes zwischen der augenblicklichen Richtung der Fahrzeug-Längsachse und dem Vektor vom augenblicklichen Ort des Fahrzeugs zum Zwischenpunkt. Am Besten rechnet sich's dabei mit Einheitsvektoren. Der Regler berechnet aus dieser Regelabweichung die Stellgrösse, mit sich der Lenk-Servo direkt ansteuern lässt.

Wenn das Fahrzeug bis auf einen bestimmten Endabstand an den Zwischenpunkt herangekommen ist, wird zum nächsten Zwischenpunkt umgeschaltet. Den Abstand zwischen den Zwischenpunkten wählt man zwei- bis dreimal so gross wie den Endabstand. Auf diese Weise könntest Du nicht nur das Osterei, sondern auch beliebige andere Kurse fahren.

Für den Regler ist vermutlich ein einfacher P-Regler optimal. Wegen der Zeitverzögerung durch die Kameraauswertung und die Datenübertragung wird ein Regler mit I-, und erst recht mit D-Anteil, leicht ins Schwingen kommen.

Ciao,

mare_crisium

Hallo Mare Crisium,

danke für deinen interessanten Kommentar. Das Thema wird für mich auch recht spannend.

Im ersten Durchgang hab ich mal eine sehr primitive Variante gewählt. Ich teste nur 2 Punkte, ob sie innerhalb oder ausserhalb der Sollspur liegen. Das ist vergleichbar mit einem Linefollower, der an der Begrenzung einer Linie entlang fährt.

Das Ergebnis ist nicht berauschend, aber immerhin war das die erste autonome Fahrt von dem System.

Bild hier  

Die zwei von der grünen Fahrzeugachse abgewandten Eckpunkte des grauen Dreiecks zeigen die jeweilige Lage der Testpunkte an. Wenn man die Parameter etwas anpasst, dann wird das Ergebnis schon etwas ansehnlicher.

Bild hier  

Als nächstes werde ich die Testpunkte mit der Lenkung koppeln. Davon verspreche ich mir viel. Die stark integrierende Wirkung der Fahrzeugdrehung oder der Kursänderung fällt weg.

Die Methode mit Testpunkten ist sehr einfach und schnell. Darauffolgend werde ich natürlich zu anspruchsvolleren Methoden weiter gehen, wo der Winkel zur Sollspur, in Abhängigkeit vom Abstand zur Sollspur geregelt wird.

Inzwischen habe 4 Stück 1.2 V Akkus im Fahrzeug. Der erste Satz Trockenbatterien hat erstaunlich lang gehalten. Leider ist meine Kamera im System integriert, so dass ich keine Videos machen kann. Standfotos zeigen ja auch nicht viel, wenns um die Dynamik von Regelung geht.

grüsse,
Hannes

Na, vohopri,

das sieht doch schon seeehr ordentlich aus :-) ! Wenn Du gleichzeitig den Winkeln und den Abstand zur Sollspur ausregeln willst, wirst Du eine Kaskade brauchen. Ich guck' Dir weiter über die Schulter und rechne Dir auch was, wenn Du's brauchst!

Ciao,

mare_crisium

WOW! Mehr fällt mir da nicht dazu ein... :shock:

Wirklich ein sehr ausgefeiltes und gut durchdachtes Projekt, von dem ich bis jetzt leider nur Bahnhof verstehe ;-)
Irgendwann möchte ich auch in die Bildverarbeitung einsteigen, doch dafür braucht es erst eine passable Kamera und viiiel Zeit...

Viele Grüße

Hallo,

danke für eure freundlichen und interessierten Kommentare.

@ mare crisium: danke auch für das Angebot. Was die Mathematik betrifft, da fehlt mir einiges und es könnte gut sein, dass ich da einmal ein paar Erklärungen brauchen kann.

@ Philipp: So ausgefeilt und durchdacht ist das Ganze gar nicht. Ich versuche nur das Projekt in kleine, von einander unabhängige Teile zu zerlegen, so dass ich immer überschaubare Aufgaben vor mir habe, die ich der Reihe nach angehen und lösen kann. Dabei habe ich oft im Moment viel weniger Überblick, als es dann im Nachhinein den Anschein hat.

Mit dem Lenkalgorithmus hab ich noch ein wenig gespielt und es war noch eine kleine Verbesserung drin. Tatsächlich hat das Einbeziehen des Lenkeinschlags geholfen.

Bild hier  

Allerdings ist schon zu merken, dass die Erfassung von nur 3 Zuständen (zu weit links, auf der Spur, zu weit rechts) keinen sehr flexiblen Algo ermöglicht.

Als nächstes werd ich mir einmal die geometrischen Zusammenhänge beim Lenken durchdenken und mir aufzeichenen, was ich eigentlich beim Autofahren immer mache.

grüsse,
Hannes