Team GALAXIS
Teilnahme am Carolo-Cup 2008
Das Team

Yves Duhr

Philipp Fischer

Stefan Kockelkoren

Julian Krenge

Hugues Tchouankem




                      Folie...
Gliederung



I.   Herstellungskosten und Energiebilanz

II. Konzept des autonomen Einparkens

III. Spurführungskonzept mi...
Abschnitt I
Herstellungskosten und Energiebilanz




              Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Anforderungen

Günstige Komponenten
Geringer Stromverbrauch
Wenige Fehlerquellen
Hohe Effizienz
Sicheres System
Leichte Wa...
Anforderungen

   Günstige Komponenten
   Geringer Stromverbrauch
   Wenige Fehlerquellen
   Hohe Effizienz
   Sicheres Sy...
Mikrocontroller vs Embedded PC

Contra Embedded PC:
- Teuer
- Hoher Stromverbrauch, Abwärme
- Hohes Gewicht
- Komplexes Sy...
Herstellungskosten
Tamyia TT-01 Chassis, inklusive Motor,             155,38 €
Lenkservo, Karosserie und Akku

Mikrocontro...
Energiebilanz

   Stromaufnahme bei 7,2 Volt:

ATmega128 auf EvaBoard-I                         ~ 115 mA
CMUcam3 Modul mit...
Energiebilanz

   Stromaufnahme bei 7,2 Volt:

ATmega128 auf EvaBoard-I                         ~ 115 mA
CMUcam3 Modul mit...
Aufbau des Fahrzeugs
                -      Hoch gelegene Kamera für
                       maximalen Blickwinkel

       ...
Aufbau des Fahrzeugs
                -      Hoch gelegene Kamera für
                       maximalen Blickwinkel

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Aufbau des Fahrzeugs
                -      Hoch gelegene Kamera für
                       maximalen Blickwinkel

       ...
Aufbau des Fahrzeugs
                -      Hoch gelegene Kamera für
                       maximalen Blickwinkel

       ...
Logischer Aufbau des Fahrzeugs

-   Nur zwei Mikrocontroller nötig

-    ATmega128 zur Auswertung von Sensoren:
    - Abst...
Logischer Aufbau des Fahrzeugs




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        Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Abschnitt II
Konzept des autonomen Einparkens




               Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Verwendete Hardware

-   Kamera zum Erkennen der Fahrbahnmarkierung
-   Ultraschallsensoren zur Ausrichtung in der Parklüc...
Schritt 1: Parklücke finden

-   Folgen der Fahrbahnmarkierung in konstantem Abstand

-    Messen der Parklückenlänge
    ...
Schritt 1: Parklücke finden




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      Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 1: Parklücke finden




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Schritt 1: Parklücke finden




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Schritt 1: Parklücke finden




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      Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 1: Parklücke finden




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      Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 2: In die Parklücke fahren

-   Minimale Geschwindigkeit

-   Fahrt mit maximalem Lenkeinschlag nach rechts

-   F...
Schritt 2: In die Parklücke fahren




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         Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 2: In die Parklücke fahren




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         Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 3: Ausrichten

-   Fahrt nach vorne bis zum vorderen Objekt

-   Ausrichtung an rechts liegender Linie




       ...
Schritt 3: Ausrichten




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   Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Schritt 3: Ausrichten




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   Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Abschnitt III
Spurführungskonzept mit
  Ausweichmanövern




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Fahrbahnerkennung

-    Liniensuche in einer Bildzeile
    - Helligkeitsunterschied
    - Sättigung
    - Breite der Linie...
Fahrbahnerkennung




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  Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Fahrbahnerkennung




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  Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Fahrbahnerkennung




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  Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Spurfolgen




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Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Spurfolgen




         Lenkung




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Spurfolgen

     Geschwindigkeit




         Lenkung




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Hinderniserkennung

-   Überprüfung der vorderen Ultraschallsensoren

-   Bei erstem Kontakt senken der Geschwindigkeit

-...
Hinderniserkennung




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  Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Hinderniserkennung




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Hinderniserkennung




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  Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
Ausweichmanöver

1) Fahren einer Ausweichtrajektorie
   - Aufbau abhängig von Streckenführung

2) Folgen der gestrichelten...
Ausweichmanöver




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Ausweichmanöver




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Ausweichmanöver




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Ausweichmanöver




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Carolo Cup 2008

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Team GalaXIs presenting their concept of an autonomous model car at the Germany-wide Carolo-Cup 2008.

Veröffentlicht in: Technologie, Sport, News & Politik
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Carolo Cup 2008

  1. 1. Team GALAXIS Teilnahme am Carolo-Cup 2008
  2. 2. Das Team Yves Duhr Philipp Fischer Stefan Kockelkoren Julian Krenge Hugues Tchouankem Folie 1 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  3. 3. Gliederung I. Herstellungskosten und Energiebilanz II. Konzept des autonomen Einparkens III. Spurführungskonzept mit Ausweichmanövern Folie 2 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  4. 4. Abschnitt I Herstellungskosten und Energiebilanz Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  5. 5. Anforderungen Günstige Komponenten Geringer Stromverbrauch Wenige Fehlerquellen Hohe Effizienz Sicheres System Leichte Wartbarkeit Folie 3 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  6. 6. Anforderungen Günstige Komponenten Geringer Stromverbrauch Wenige Fehlerquellen Hohe Effizienz Sicheres System Leichte Wartbarkeit → Mikrocontroller oder Embedded PC? Folie 3 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  7. 7. Mikrocontroller vs Embedded PC Contra Embedded PC: - Teuer - Hoher Stromverbrauch, Abwärme - Hohes Gewicht - Komplexes System - Betriebssystem ist Fehlerquelle Contra Mikrocontroller: - Geringere Leistung Folie 4 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  8. 8. Herstellungskosten Tamyia TT-01 Chassis, inklusive Motor, 155,38 € Lenkservo, Karosserie und Akku Mikrocontroller (CMUcam3 Modul mit 248,00 € Kamera und ATmega128 auf EvaBoard-I) Sensoren (Ultraschall-, Infrarotsensor und 168,85 € Optokoppler) Sonstiges 20,00 € SUMME 592,23 € zzgl. Mehrwertsteuer (19 %) 113,59 € Folie 5 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  9. 9. Energiebilanz Stromaufnahme bei 7,2 Volt: ATmega128 auf EvaBoard-I ~ 115 mA CMUcam3 Modul mit Kamera ~ 120 mA ATmega128 + CMUcam3 + Motor idle ~ 265 mA Gesamtsystem: ~ 600 mA Maximale Stromaufnahme: ~ 1500 mA Folie 6 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  10. 10. Energiebilanz Stromaufnahme bei 7,2 Volt: ATmega128 auf EvaBoard-I ~ 115 mA CMUcam3 Modul mit Kamera ~ 120 mA ATmega128 + CMUcam3 + Motor idle ~ 265 mA Gesamtsystem: ~ 600 mA Maximale Stromaufnahme: ~ 1500 mA Bei 4200 mAh ist ein Dauerbetrieb von ca. 2h mit 20% Restkapazität möglich. Folie 6 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  11. 11. Aufbau des Fahrzeugs - Hoch gelegene Kamera für maximalen Blickwinkel - Leicht erreichbare Komponenten für schnelle Wartung - Übersichtlicher Aufbau für einfache Erweiterbarkeit Folie 7 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  12. 12. Aufbau des Fahrzeugs - Hoch gelegene Kamera für maximalen Blickwinkel - Leicht erreichbare Komponenten für schnelle Wartung - Übersichtlicher Aufbau für einfache Erweiterbarkeit Folie 8 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  13. 13. Aufbau des Fahrzeugs - Hoch gelegene Kamera für maximalen Blickwinkel - Leicht erreichbare Komponenten für schnelle Wartung - Übersichtlicher Aufbau für einfache Erweiterbarkeit Folie 8 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  14. 14. Aufbau des Fahrzeugs - Hoch gelegene Kamera für maximalen Blickwinkel - Leicht erreichbare Komponenten für schnelle Wartung - Übersichtlicher Aufbau für einfache Erweiterbarkeit Folie 8 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  15. 15. Logischer Aufbau des Fahrzeugs - Nur zwei Mikrocontroller nötig - ATmega128 zur Auswertung von Sensoren: - Abstände mittels Ultraschall und Infrarot - Geschwindigkeit mittels Encoderscheiben - CMUcam3 (ARM7) für Steueraufgaben - Serielle Kommunikation per eigenem Protokoll Folie 9 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  16. 16. Logischer Aufbau des Fahrzeugs Folie 10 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  17. 17. Abschnitt II Konzept des autonomen Einparkens Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  18. 18. Verwendete Hardware - Kamera zum Erkennen der Fahrbahnmarkierung - Ultraschallsensoren zur Ausrichtung in der Parklücke - Infrarotsensor an der Seite zum Erkennen der Parklücke - Aufteilung in drei Schritte: 1) Parklücke finden 2) In Parklücke fahren 3) Ausrichten Folie 11 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  19. 19. Schritt 1: Parklücke finden - Folgen der Fahrbahnmarkierung in konstantem Abstand - Messen der Parklückenlänge - Seitliche Abstandsmessung (Infrarot) - Gefahrene Wegstrecke (Optokoppler) - Ausgangsposition einnehmen Folie 12 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  20. 20. Schritt 1: Parklücke finden Folie 13 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  21. 21. Schritt 1: Parklücke finden Folie 13 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  22. 22. Schritt 1: Parklücke finden Folie 13 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  23. 23. Schritt 1: Parklücke finden Folie 13 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  24. 24. Schritt 1: Parklücke finden Folie 13 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  25. 25. Schritt 2: In die Parklücke fahren - Minimale Geschwindigkeit - Fahrt mit maximalem Lenkeinschlag nach rechts - Fahrt mit maximalem Lenkeinschlag nach links bis zum hinterem Objekt Folie 14 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  26. 26. Schritt 2: In die Parklücke fahren Folie 15 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  27. 27. Schritt 2: In die Parklücke fahren Folie 15 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  28. 28. Schritt 3: Ausrichten - Fahrt nach vorne bis zum vorderen Objekt - Ausrichtung an rechts liegender Linie Folie 16 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  29. 29. Schritt 3: Ausrichten Folie 17 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  30. 30. Schritt 3: Ausrichten Folie 17 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  31. 31. Abschnitt III Spurführungskonzept mit Ausweichmanövern Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  32. 32. Fahrbahnerkennung - Liniensuche in einer Bildzeile - Helligkeitsunterschied - Sättigung - Breite der Linie - Zusammenfassung von drei Linien zu einem Cluster - Lage der Spur und Güte der Erkennung zu jedem Cluster bekannt Folie 18 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  33. 33. Fahrbahnerkennung Folie 19 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  34. 34. Fahrbahnerkennung Folie 19 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  35. 35. Fahrbahnerkennung Folie 19 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  36. 36. Spurfolgen Folie 20 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  37. 37. Spurfolgen Lenkung Folie 20 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  38. 38. Spurfolgen Geschwindigkeit Lenkung Folie 20 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  39. 39. Hinderniserkennung - Überprüfung der vorderen Ultraschallsensoren - Bei erstem Kontakt senken der Geschwindigkeit - Zweite Messung: Hindernis erkannt Ausweichmanöver Folie 21 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  40. 40. Hinderniserkennung Folie 22 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  41. 41. Hinderniserkennung Folie 22 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  42. 42. Hinderniserkennung Folie 22 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  43. 43. Ausweichmanöver 1) Fahren einer Ausweichtrajektorie - Aufbau abhängig von Streckenführung 2) Folgen der gestrichelten Linie - Mindestens 60 cm - Test, ob Hindernis umfahren, per Infrarot 3) Fahren einer Rückkehrtrajektorie - Aufbau wieder abhängig von Streckenführung Folie 23 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  44. 44. Ausweichmanöver Folie 24 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  45. 45. Ausweichmanöver Folie 24 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  46. 46. Ausweichmanöver Folie 24 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  47. 47. Ausweichmanöver Folie 24 Teilnahme am Carolo‐Cup 2008
  48. 48. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Teilnahme am Carolo‐Cup 2008

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