HARALD. Version 0.2 Redaktör: Patrik Johansson Datum: 8 maj Status. Granskad - yyyy-mm-dd Godkänd - yyyy-mm-dd

Transkript

1 HARALD Användarhandledning Version 0.2 Redaktör: Patrik Johansson Datum: 8 maj 2006 Status Granskad - yyyy-mm-dd Godkänd - yyyy-mm-dd

2 Projektidentitet Gruppens e-post: Hemsida: Beställare: Kund: Kursansvarig: Projekthandledare: henwa769/ Johan Sjöberg, ISY tel: , e-post: Joakim Svensson, Saab Aerotech tel: , e-post: Anders Hansson, ISY tel: , e-post: David Törnqvist, tel: , e-post: Gruppdeltagare Namn Ansvar Telefon E-post Henrik Wassén Projektledare (PL) Patrik Johansson Dokumentansvarig (DOK) Klas Håkansson Kvalitetsansvarig (KVAL) Henning Roos Designansvarig (DES) Patrik Sköld Testansvarig (TEST) Magnus Larsson Kundansvarig (KUND) Dokumenthistorik Version Datum Utförda förändringar Utförd av Granskad Första utkastet. ML KH Förändringar enligt granskad ver. 0.1 ML

3 Innehåll 1 Inledning Definitioner Bluetooth-nätet Ingående enheter Installera Bluetooth-sändare Anslutning av utvecklingskortet Bluegiga WRAP THOR b2b Att bygga upp Bluetooth-nätet GUI Matlab Installation Huvudfönster Menyer Arkiv Startposition Sändarnät Modell Bluetooth Trajektoria Tillstånd Starta realtidspositionering Starta offline-positionering

4 1 Inledning Den här användarhandledningen beskriver hur du bygger upp och hanterar ett nätverk för Bluetoothpositioneringsystemet HARALD. Systemet positionerar en rörlig nod i ett rum genom att mäta upp signalstyrkorna från fyra sändare som placeras i rummet, behandla dessa värden i ett filter, och vidare presentera resultatet i en Matlab-applikation nedan kallad GUI. Hur nätverket bör byggas upp, samt vilka komponenter det innehåller, beskrivs i 1 Bluetooth-nätet. Initieringsförfarande och användarhandledning för GUI återfinns i 2 GUI. 1.1 Definitioner GUI = Graphical User Interface USB = Universal Serial Bus COM1 = datorns seriella kommuikationsport 2 Bluetooth-nätet Nedan beskrivs vilka komponenter som ingår i systemet samt rekomendationer för hur Bluetoothnätet fysiskt ska byggas upp. 2.1 Ingående enheter Systemet består av två olika typer av enheter, fyra sändarenheter och en rörlig nod. Varje sändarenhet består av en dator med en Bluetooth-sändare, klass 2, ansluten. Den rörliga noden består av en bärbar dator med programmet Matlab, v7.0 eller senare, och utvecklingskortet Bluegiga WRAP THOR b2b anslutet via en seriell kabel Installera Bluetooth-sändare Varje Bluetooth-sändare ansluts till varsin dator via USB. Följ leverantörens instruktioner vid installation Anslutning av utvecklingskortet Bluegiga WRAP THOR b2b Ansluts till den bärbara datorns COM1 med en seriell kabel. 2.2 Att bygga upp Bluetooth-nätet Vid utpacering av sändarenhetena bör föjande tas i akt: Bluetooth-sändarna måste befinna sig på samma höjd som den rörliga noden för att en korrekt positoneringsbedömning ska kunna göras. Mät upp och notera positionerna för sändarenheterna. Desto noggrannare detta görs, desto bättre blir positoneringen. Flera Bluetooth-sändare bör kunna anslutas till en dator. Dock kan problem uppstå vid hantering av flera sändare på samma dator. Därför rekomenderas att varje sändare har varsin dator. Bluetooth-sändarna ger bättre mätvärden då få förelmål och väggar finns i dess närhet. Om möjligt, placera Bluetooth-sändarna fritt hängande i luften.

5 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 2 3 GUI 3.1 Matlab För att behandla och presentera mätningarna från det fasta nätet krävs det att Matlab, v7.0 eller senare, finns installerat på den bärbara datorn. 3.2 Installation GUI-filerna kopieras till en katalog på den bärbara datorn som kan nås från Matlabs komandofönster. 3.3 Huvudfönster GUI:t har ett huvudfönster från vilken samtliga inställningar och underfönster kan nås. I huvudfönstret visas en plotteryta där användaren kan se den rörliga nodens färdväg, se figur 1. Plotterytan visar även var sändarna i det fasta nätet är placerade (trianglarna) samt en ellips runt fordonets position som anger osäkerheten i mätningen. Färdvägen plottas i blått och osäkerhetsellipserna i rött. Figur 1: Huvudfönstret Sändarnät Anger sändarnas positioner i X- och Y-led. För att ändra dessa, se Sändarnät. Startposition Visar vilka startvärden för den rörliga noden som angetts i initeringsförfarandet, se Startposition. Xo: Initialtillstånden för den rörliga noden [X-postion Y-position Hastighet Vinkel Vinkelhastighet]. Po: Initial kovariansmatris.

6 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 3 Modell Visar vilka värden kovariansmatriserna för positioneringsberäkningarna, som anges i initeringsförfarandet, har. Se även Modell. Q: Kovariansmatris som anger tillförlitligheten i modellen (processbruset). R: Kovariansmatris som anger tillförlitligheten i sändarnas mätvärden (mätbruset). Zoom - Med - respektive + kan plotterytan zoomas ut respektive in. Förskjutning - Förskjuter X- och Y-koordinaterna i plotterytan upp, ner, höger respektive vänster. Osäkerhetsellips - Anger om ellipsen som visar osäkerheterna i positionsberäkningarna ska visas. Ellips per xx sampel - xx anger hur ofta osäkerhetsellipsen ska plottas. Med - respektive + ökas respektive minskas xx. Simulera - Startar en offline-positionering, se 3.6 Starta offline-positionering. Brus - Fält där brusnivån vid simulering av trajektoria anges. Trajektoria - Visar vilken trajektoria som är öppnad. Tidsfördröjning - Anger om den öppnade trajektorian ska plottas med tidsfördröjning vid simulering. Positionera - Startar realtidspositioneringen, se 3.5 Starta realtidspositionering. Positioneringstid - Fält där mättiden för realtidspositioneringen anges, se 3.5 Starta realtidspositionering. Blåtandsstatus - Anger om GUI:t är uppkopplat mot sändarnätet, se Blåtand. 3.4 Menyer Arkiv Figur 2: Arkiv-menyn Skriv ut Skriver ut den plottade färvägen som visas i huvudfönstret med den i för datorn förvalda skrivaren. För att se vilken den förvalda skrivaren är, välj meny File > Print... i Matlab-fönstret. Avsluta Stänger GUI:t.

7 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 4 Figur 3: Startpositions-menyn Startposition Ändra... Fönstret Startposition öppnas, se figur 4. Där kan startvärdena för den rörliga noden som sedan visas i huvudfönstret ändras. Figur 4: Fönstret Startposition Xo: Initialtillstånden för den rörliga noden anges på vektorform [X-postion Y-position Hastighet Vinkel Vinkelhastighet]. Po: Initial kovariansmatris. Anges som en 5x5-matris med kovarianserna i [X-postion Y-position Hastighet Vinkel Vinkelhastighet] Sändarnät Figur 5: Sändarnät-menyn Ändra... Fönstret Sändarnät öppnas, se figur 6. Där kan positionerna för sändarna i det fasta nätet, som visas i huvudfönstret, ändras. Öppna... Fönstret Öppna Sändarnät öppnas, se figur 7. Där kan tidigare undansparade positioner för sändarna i det fasta nätet laddas in om de sparats med filändelsen.hnt.

8 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 5 Figur 6: Fönstret Sändarnät Figur 7: Fönstret Öppna Sändarnät Spara Spar undan de inmatade positionerna för sändarna i det fasta nätet. Om positionerna inte sparats undan tidigare öppnas Spara som..., se nedan. Spara som... Fönstret Spara Sändarnät som öppnas, se figur 8. Där kan inmatade positioner för sändarna i det fasta nätet sparas undan. Filen som sparas får filändelsen.hnt Modell Ändra... Fönstret Modell öppnas, se figur 10. Där kan kovariansmatriserna Q och R, som visas i huvudfönstret, ändras. Stora värden motsvarar liten tillförlitliget till processmodellen (Q-matrisen) respektive mätningarna (R-matrisen). Öppna... Fönstret Öppna Modell öppnas, se figur 11. Där kan tidigare undansparade kovariansmatriser Q och R laddas in om de sparats med filändelsen.hmd. Spara Spar undan de inmatade kovariansmatriserna Q och R. Om positionerna inte sparats undan tidigare öppnas Spara som..., se nedan.

9 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 6 Figur 8: Fönstret Spara Sändarnät som Figur 9: Modell-menyn Spara som... Fönstret Spara Modell som öppnas, se figur 12. Där kan de inmatade kovariansmatriserna Q och R sparas undan. Filen som sparas får filändelsen.hmd Bluetooth Koppla upp Kopplar upp GUI:t mot de fyra sändarna så att systemet är redo för positionering. Om uppkopplingen lyckas indikeras detta genom att Uppkopplat (i grön text) visas under Bluetoothstatus i huvudfönstret, se figur 1. Om uppkopplingen misslyckas öppnas fönstret Uppkopplingsfel, se figur 14. Koppla ner Kopplar ner GUI:t mot de fyra sändarna. Då nedkopplingen skett, samt i fallet då uppkopplingen misslyckas, öppnas ett fönster som medelar detta, se figur 15, och texten Ej uppkopplad visas (i Figur 10: Fönstret Modell

10 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 7 Figur 11: Fönstret Öppna modell Figur 12: Fönstret Spara Modell som Figur 13: Bluetooth-menyn Figur 14: Fönstret Uppkopplingsfel röd text) under Bluetoothstatus i huvudfönstret.

11 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 8 Figur 15: Fönstret Nedkopplingsfel Trajektoria Figur 16: Trajektoria-menyn Öppna... Fönstret Öppna Trajektoria öppnas, se figur 17. Där kan undansparade trajektorier, med filändelsen.htr, laddas in. Figur 17: Fönstret Öppna Trajektoria Tillstånd Figur 18: Tillstånds-menyn

12 Reglerteknisk projektkurs, CDIO HARALD 9 Spara Spar undan tillstånden från en realtidspositionering. Om tillstånden inte sparats undan tidigare öppnas Spara som..., se nedan. Spara som... Fönstret Spara Tillstånd som öppnas, se figur 19. Där kan tillstånden från en realtidspositionering sparas undan. Filen som sparas får filändelsen.mat. Figur 19: Fönstret Spara Tillstånd som 3.5 Starta realtidspositionering För att starta realtidspositioneringen krävs att: Bluetooth-nätet är uppbyggt och samtliga komponenter har ström. Programmen Matlab och GUI är igång. Startvärden för den rörliga noden, det fasta nätet och modellen är angivna. Uppkoppling mot Bluetooth-nätet finns, se Bluetooth. Ange först hur länge mätningarna ska pågå genom att ange det i rutan Positioneringstid i Huvudfönstret. Positioneringen startas genom att trycka på Positionering i Huvudfönstret, se fig 1. GUI:t kommer nu att samla in mätvärden från Bluetooth-nätet under den angivna mättiden, och positionsberäkningarna presenteras kontinuerligt på plotterytan vartefter de genomförts. För efterbearbetning och tolkning av plott, se 3.3 Huvudfönster. 3.6 Starta offline-positionering För att starta offline-positioneringen krävs att: Programmen Matlab och GUI är igång. Startvärden för den rörliga noden, det fasta nätet och modellen är angivna. En trajektoria laddats in, se Trajektoria. Ange först hur mycket brus som ska läggas till och om positioneringen ska plottas upp med tidsfördröjning eller inte. Positioneringen startas genom att trycka på Simulering i Huvudförnstret, se fig 1. I plotterytan visas nu den beräknade färdvägen. För efterbearbetning och tolkning av plott, se 3.3 Huvudfönster.