Användarhandledning Optimal Styrning av Autonom Racerbil

Relevanta dokument
Användarhandledning. Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Version 1.0 Isak Nielsen 10 december Granskad Per Svennerbrandt 30 november 2011

Systemskiss Optimal Styrning av Autonom Racerbil

No Oscillations Corporation. Efterstudie. Optimal Styrning av Autonom Racerbil. Version 0.1 Författare: Sofia Johnsen Datum: 20 december 2013

Användarhandledning LiU Racetrack

Projektplan Optimal Styrning av Autonom Racerbil

Testplan. Vidareutveckling av Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Version 1.1 Fredrik Karlsson 26 november Granskad JL, FK 26 november 2012

Kravspecifikation. Vidareutveckling av Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Version 1.1 Joel Lejonklou 26 november 2012

Systemskiss. Vidareutveckling Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Version 1.0 Simon Eiderbrant. Granskad Erik Olsson 20 September 2012

Kravspecifikation LiU Racetrack

Projektdirektiv Oskar Ljungqvist Sida 1. Kund/Examinator: Daniel Axehill, Reglerteknik/LiU

Testplan Racetrack 2015

Testprotokoll. Redaktör: Sofie Dam Version 0.1. Status. Planering och sensorfusion för autonom truck Granskad Dokumentansvarig - Godkänd

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

Testplan. Redaktör: Sofie Dam Version 0.1. Status. Planering och sensorfusion för autonom truck Granskad Dokumentansvarig - Godkänd

Användarhandledning. Redaktör: Patrik Molin Version 1.0. Mobile Scout. Status. LiTH Granskad Godkänd. TSRT71 Patrik Molin

Testprotokoll Racetrack 2015

Testprotokoll Autonom målföljning med quadcopter

Lunds Tekniska Högskola Avdelningen för industriell elektroteknik och automation

Designspecifikation Optimal Styrning av Autonom Racerbil

Systemskiss. LiTH Autonom bandvagn med stereokamera Gustav Hanning Version 1.0. Status. TSRT10 8Yare LIPs. Granskad

Systemskiss. Joachim Lundh TSRT10 - SEGWAY 6 december 2010 Version 1.0. Status:

Systemskiss Racetrack 2015

Testplan Autonom truck

LiTH. WalkCAM 2007/05/15. Testplan. Mitun Dey Version 1.0. Status. Granskad. Godkänd. Reglerteknisk projektkurs WalkCAM LIPs

Testspecifikation. Henrik Hagelin TSRT10 - SEGWAY 6 december 2010 Version 1.0. Status:

Testplan Autonom målföljning med quadcopter

Kravspecifikation. LiTH Segmentering av MR-bilder med ITK Anders Eklund Version 1.0. Status

Systemskiss Minröjningsbandvagn

Användarhandledning för mcdmonitorii

Laborationer i SME094 Informationsteknologi I för

LiTH Autonom bandvagn med stereokamera Användarhandledning. Gustav Hanning Version 0.1. Status. Granskad. Godkänd.

Testplan. Flygande Autonomt Spaningsplan. Version 1.0. Dokumentansvarig: Henrik Abrahamsson Datum: 14 mars Status.

Vop handledning. Användarhandledning till Vop applikationen. UPPGJORD: Mattias Gyllsdorff GODKÄND:Mattias Gyllsdorff REV: A DATUM:

Manual Sportident Onlinekontroll via GPRS

Teknisk Dokumentation

Användarhandbok OE/OSSpeaker V.10.3

LIPs Daniel Axehill ChrKr Projektdirektiv_Saab_v3 CKr

Instruktion till. PigWin PocketPigs. Del 1 - Installation

Fyra i rad Javaprojekt inom TDDC32

LIPs Fredrik Ljungberg ChrKr Projektdirektiv18_ROV.doc CKr

Användarhandledning Följning av djur Kolmården djurpark

HARALD. Systemskiss. Version 0.3 Redaktör: Patrik Johansson Datum: 20 februari Status

1. ActiveGPS 2.00 by TJ

Ingående delar. I ditt paket av IDEA-SOLO ingår följande delar. Kamerasystem. Väska för att transportera IDEA-SOLO

Instruktion Programmeringsapp och gränssnitt

Användarhandledning. Redaktör: Jenny Palmberg Version 1.0. Status. LiTH Fordonssimulator. Granskad Godkänd. TSRT71 Jenny Palmberg

FIRSTCLASS. Innehåll:

HARALD Testprotokoll

Skapa mapp. * Gör så här: Det finns många sätt att skapa mappar, men det enklaste sättet brukar vara följande.

Handbok Färgredigeraren. Artur Rataj Översättare: Stefan Asserhäll

BuildingPortalSuite. Beskrivning BuildingPortalSuite - Beskrivning

Testprotokoll Följning av djur Kolmården djurpark

Paneler - VCPXX.2. Programmeringsmanual för VCP-paneler. Revision 2

Systemskiss. Michael Andersson Version 1.0: Status. Platooning Granskad DOK, PL Godkänd Erik Frisk

Bruksanvisning Bläckfisken USB

Tobii C12. Grunderna för hur du kommer igång och arbetar med Tobiis C12 och ögonstyrningen CEye. Habilitering & Hjälpmedel

3FrontOffice Statistik Direkt

Webbholken från

LiTH, Reglerteknik Saab Dynamics. Testplan Collision avoidance för autonomt fordon Version 1.0

Instruktioner för Ethiris Trial

Start av Trådlösradio. Modellerna WGR614, WGT624 och WPN824.

Välkommen till live broadcasting med Bambuser via nätet. skaffa eget konto (gratis) genom att gå till:

Uppdatering av konfigurationsprogrammet

Ladibug TM 2.0 Bildbehandlingsprogram för dokumentkamera Bruksanvisning

Leica mojo3d start första gången

Switch Driver 4. Programvara för Radio Switch, JoyBox och JoyCable. Sensory Software

Detta är en guide för snabbinstallation av IP kameran För fullständig programfunktion hänvisar vi till medföljande manual.

Programmering. Scratch - grundövningar

Roboten. Sida 1 av 11

LÄR DIG ANVÄNDA DIN MAC. från grunden! Nu med Mac OS X Leopard! Harry Peronius

Gran Canaria - Arbetsbeskrivning knapplänkar (Mediator 8)

FaceMouse Artikelnummer:

Användarmanual Onepix MDX Installer 1.1 SVENSK

INSTALLATION AV VITEC MÄKLARSYSTEM

Konfigurera Xenta från Babs

PNSPO! CF-korts hantering till NS-serien. 14 mars 2012 OMRON Corporation

Systemskiss Autonom målföljning med quadcopter

EV3 Roboten. Sida 1 av 13

Kravspecifikation Autonom målföljning med quadcopter

Manual för Autostart Speed Control

Systemskiss. Remotely Operated Underwater Vehicle. Version 1.0. Simon Lindblom. 22 september Status

LiTH Golfspelande industrirobot Designspecifikation. Designansvarig: Mikaela Waller Version 1.0. Status. Granskad Martin

Montering av antenn Leica GeoPro Antenna

Montering av antenn Hexagon L1

Kom igång. Readyonet Lathund för enkelt admin. Logga in Skriv in adressen till din webbsida följt av /login. Exempel:

Rovbase. Manual till GPS-dialogen. Version 1.4

Prestige 660M. Snabbinstallation. Version 1.0

Hantera dokument i arkivet

Telia Connect för Windows

LiTH. WalkCAM 2007/05/15. Testrapport. Mitun Dey Version 1.0. Status. Granskad. Godkänd. Reglerteknisk projektkurs WalkCAM LIPs

Instruktion Starta upp Simtarget II (Skjutsimulator)

Svenska. Flerfunktionell. Digitalkamera. Användarhandledning

När du startat programmet dyker Select Project fönstret upp:

REV 3. Användarmanual

Programmera i teknik - kreativa projekt med Arduino

Testprotokoll. LiTH Segmentering av MR-bilder med ITK Anders Eklund Version 1.0. Status

Guide: Programmera Ryze Tello

IDE USB kabel Windows XP, Vista 7 löäzxcvbnmqwertyuiopåasdfghjklöäz [Version 1.4, ]

Transkript:

No Oscillations Corporation Användarhandledning Optimal Styrning av Autonom Racerbil Version 1.0 Författare: Sofia Johnsen Datum: 20 december 2013 Status Granskad MR 2013-12-11 Godkänd

Projektidentitet E-post: Hemsida: Beställare: Kund: Kursansvarig: Projektledare: Handledare: noosc@googlegroups.com http://www.isy.liu.se/edu/projekt/reglerteknik/2013/osaar/ Kristoffer Lundahl, Linköpings Universitet Telefon: 013-286623, E-post: kristoffer.lundahl@liu.se Daniel Axehill, Linköpings Universitet Telefon: 013-284042, E-post: daniel@isy.liu.se Daniel Axehill, Linköpings Universitet Telefon: 013-284042, E-post: daniel@isy.liu.se Mikael Rosell Isak Nielsen, Linköpings Universitet Telefon: 013-282804, E-post: isak.nielsen@liu.se Gruppmedlemmar Namn Ansvarsroller Telefon E-post (@student.liu.se) Mikael Rosell (MR) Projektledare (PL) 070-3901264 mikro418 Victor Carlsson (VC) Informationsansvarig (IA) 073-0568295 vicca226 Henrik Edlund (HE) Hårdvaruansvarig (HA) 070-4202846 hened061 Mathias Hallmén (MH) Testansvaring (TA) 073-8054244 matha848 Sofia Johnsen (SJ) Designansvarig (DA) 073-6459540 sofjo100 Lukas Lorentzon (LL) Figuransvarig (FA) 072-2347314 luklo656 Dennis Lundström (DL) Dokumentansvarig (DOC) 076-3377642 denlu994 Oskar Sunesson (OS) Leveransansvarig (LA) 070-2632041 osksu783

Dokumenthistorik Version Datum Gjorda förändringar Signatur Granskad av 0.1 2013-11-28 Första utkast SJ MR 0.2 2013-12-01 Ändringar gjorda efter kommentarer SJ MR från handledare. 0.3 2013-12-02 Ändringar gjorda efter kommentarer SJ MR från handledare. 1.0 2013-12-03 Ändringar gjorda efter kommentater från beställare. OS MR

Innehåll 1 Inledning 1 2 Racetrack 1 2.1 Kort beskrivning av ingående komponenter.......................... 1 2.1.1 Hårdvara......................................... 1 2.1.2 Mjukvara......................................... 2 2.2 Uppstart.............................................. 2 2.2.1 Uppstart av kringutrustning............................... 2 2.2.2 Uppstart av Racetrack.................................. 2 2.3 Beskrivning av uppstartsmeny.................................. 2 2.3.1 Manual control...................................... 2 2.3.2 Auto............................................ 3 2.3.3 Run............................................ 3 2.3.4 Shutdown......................................... 3 2.3.5 PID-regulatorer...................................... 3 2.4 Grafiskt gränssnitt vid körning................................. 4 2.4.1 Bana och bilposition................................... 4 2.4.2 Visningslägen....................................... 5 2.4.3 Systeminformation och inställningar.......................... 6 2.5 Beskrivning av den information som programmet behöver.................. 6 2.6 Beskrivning av den information som programmet levererar.................. 8 2.7 Åtgärder efter körning...................................... 8 2.8 Felsökning............................................. 8 2.8.1 Programmet startar inte................................. 8 2.8.2 Bilen detekteras inte................................... 8 2.8.3 Bilen kör med en offset................................. 9 2.9 Mer information......................................... 9 3 Fristående simulator 9 3.1 Kort beskrivning av ingående komponenter.......................... 9 3.1.1 Hårdvara......................................... 9 3.1.2 Mjukvara......................................... 9 3.2 Uppstart.............................................. 9 3.2.1 Uppstart av kringutrustning............................... 10 3.2.2 Uppstart av simulatorn................................. 10 3.3 Beskrivning av uppstartsmeny.................................. 10 3.3.1 Manual keyboard..................................... 10 3.3.2 Manual control...................................... 11 3.3.3 Auto............................................ 11 3.3.4 Run............................................ 11 3.3.5 Shutdown......................................... 11 3.3.6 PID-regulatorer...................................... 11 3.4 Grafiskt gränssnitt vid körning................................. 12 3.4.1 Bana och bilposition................................... 12 3.4.2 Visningslägen....................................... 12

3.5 Beskrivning av information som programmet behöver..................... 12 3.6 Beskrivning av informationen som programmet levererar................... 13 3.7 Felsökning............................................. 13 3.7.1 Programmet startar inte................................. 14

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 1 1 Inledning Användarhandledningen beskriver hur man startar och använder systemet Racetrack med tillhörande styrsystem samt den fristående simulatorn. Systemet har vidareutvecklats av projektgruppen No Oscillations Corporation utifrån de system som projektgrupperna Slipping-Limit och Racetrack utvecklade i CDIO-kursen Reglerteknisk projektkurs under hösten 2011 respektive 2012. Den fristående simulatorn har tillkommit detta år. Då grundstrukturen av Racetrack i stora drag är samma som tidigare år är denna användarhandledning en omarbetning av den användarhandledning som skrevs av Slipping-Limit hösten 2011 [3], där nya ändringar är införda och den fristående simulatorn tillagd. Systemet i sin helhet består av såväl hårdvarumässiga delar som mjukvara, och detta dokument ger en kort beskrivning av hur dessa ska användas korrekt. De två systemen Racetrack och den fristående simulatorn beskrivs var för sig. För mer information om systemet Racetrack, det framtagna styrsystemet och fristående simulatorn, se den tekniska dokumentationen [5]. 2 Racetrack I det här kapitlet ges en användarhandledning av systemet Racetrack. 2.1 Kort beskrivning av ingående komponenter I detta kapitel ges en kort sammanfattning av de komponenter som ingår. 2.1.1 Hårdvara Hårdvarumässigt är systemet uppbyggt av följande komponenter Bilar: Systemet kan målfölja flera bilar samtidigt, men bara styra en bil åt gången. Lastbil: Systemet kan målfölja en lastbil med annat mönster än bilen, men inte styra den. Kameror: Kamerorna i taket är ombyggda så att de bara detekterar infrarött ljus (IR-ljus). Runt kamerorna sitter det IR-dioder som sänder ut ljus som reflekteras i tejpbitar placerade på bilarna. Kopplingslåda: En kopplingslåda är kopplad via ett LabView-kort till datorn. Denna sköter kommunikationen mellan handkontroll och dator. Handkontroll: En handkontroll kommunicerar med bilen vid manuell och autonom körning. Vid autonom körning skickar styrsystemet, via kopplingslådan, styrsignaler till bilen från handkontrollen. Bana: Bilbanan är uppbyggd av mjuka gummiplattor och får ej beträdas! Projektor: En projektor kan i realtid bl.a. rita upp deltider, kört spår, referensspår och simulerade bilar på bilbanan.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 2 2.1.2 Mjukvara Mjukvaran som används är följande racetrack.exe: Huvudprogrammet som kör både Racetrack- och styrsystemet. Settings-fil: En fil som definierar nödvändiga variabler för systemet. Datafiler: Filer som innehåller information som systemet beräknar (exempelvis skattade tillstånd och utställda stysignaler) 2.2 Uppstart Detta kapitel beskriver steg för steg hur användaren ska starta upp Racetrack. 2.2.1 Uppstart av kringutrustning 1. Säkerställ att alla kablar är korrekt inkopplade enligt kopplingsschema i Racetrackpärmen samt enligt markeringar på lådan. 2. Säkerställ att det sitter ett nyladdat batteri i bilen innan den startas. Bilen startas genom att föra strömbrytaren, placerad under bilen, till läget PÅ. Placera bilen på banan. Bilen bör placeras minst en meter bort från de fastklistrade banmarkörerna i träramen runt banan. Detta för att kamerakalibreringen ska fungera bra. 3. Slå på strömmen till kamerasystemet genom att vrida upp timern placerad under projektorn. Att kamerasystemet har ström indikeras av två röda lysdioder som tänds vid varje kamera. 4. Slå på projektorn om projicering önskas. Detta görs genom att trycka på PÅknappen på fjärrkontrollen när den är riktad mot projektorn eller genom att trycka på PÅ-knappen på projektorns undersida. Fjärrkontrollen är placerad på hyllan under projektorn. 2.2.2 Uppstart av Racetrack 1. Starta upp och logga in på datorn med Racetrack installerat. 2. Starta programmet genom att klicka på ikonen Racetrack. 3. När Racetrack är uppstartat visas ett fönster enligt Figur 1 på följande sida. 4. Programmet är nu redo att köras och önskad åtgärd kan väljas. 2.3 Beskrivning av uppstartsmeny Innehåller en beskrivning av hur uppstartsmenyn används. De numrerade och rödmarkerade delarna i Figur 1 förklaras här med ingående. 2.3.1 Manual control Läge 1 (se Figur 1) används för att köra i manuellt läge. Styrning av bilen görs då manuellt med handkontrollen. Det manuella läget startas efter att RUN-knappen tryckts ner.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 3 Figur 1: Fönstret som visas då programmet startas. Olika knappar och sektioner är markerade i rött och deras funktionalitet beskrivs mer utförligt i detta avsnitt. 2.3.2 Auto Läge 2 används för autonom körning. Styrning av bilen görs då med hjälp av de implementerade PID-regulatorerna med de paramterinställningar som visas i sektion 5 i Figur 1. Det autonoma läget startas efter att RUN-knappen tryckts ner. 2.3.3 Run Knapp 3 används för att starta manuell eller autonom körning beroende om om läge 1 eller läge 2 är valt. 2.3.4 Shutdown Knapp 4 stänger av programmet. 2.3.5 PID-regulatorer Sektion 5 innehåller styrsystemets PID-regulatorer. Regulatorparametrarna ändras i realtid genom att i rutan för respektive regulator skriva in ett nytt värde. Värdena ska anges som en flyttal, det vill säga t.ex. värdet 1 anges på formen 1.0. När de nya parametrarna är valda skickas de till styrsystemet genom att trycka på UPDATE. Vid omstart från stillastående bil behövs integraldelen nollställas, vilket görs genom att trycka på Reset Integral part, knapp 6.. De PID-regulatorer som finns definierade är: PID the: Vinkelregulatorn på raksträckan. PID thec: Vinkelregulatorn i kurvor.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 4 PID re: Avståndsregulatorn i kurvor. PID v: Hastighetsregulatorn. PID re weak: Avståndsregulatorn på raksträckan. Mer information om respektive regulator finns i teknisk dokumentation [5]. De parametrar som är definierade för respektive regulator är K, T i, T d med regulatorn på formen (1) t ) u(t) = K (e(t) + 1Ti de(t) e(t)dt + T d 0 dt (1) där e(t) är reglerfelet. 2.4 Grafiskt gränssnitt vid körning Vid körning i manuellt eller autonomt läge så visas ett grafiskt gränssnitt bestående av två fönster (samt kommandotolken). I kommandotolken, se Figur 2, visas bland annat felmeddelanden och regulatorinställningar upp, medan de två andra fönstrena visar information om systemet. Figur 2: I kommandotolken visas eventuella felmeddelanden. 2.4.1 Bana och bilposition Fönstret Main ritar upp banans representation samt bilarnas, lastbilens och släpets positioner. De tre vita linjerna representerar start-/mållinje (linjen på den långa raksträckan) och två checkpoints. Vid start-/mållinjen visas även totala varvtiden och vid de två checkpoint-linjerna tiden det tagit att köra från start till respektive checkpoint (övriga två vita linjer). Bilarna är representerade av gula objekt, medan dragbilen är representerad med ett blå-grått objekt och släpet är representerat med en vit rektangel. I Figur 3 på nästa sida är lastbilens dragbil och släp ej ihopkopplade för att visa att de kan detekteras separat och hur deras deras enskilda representationer ser ut.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 5 Deras positioner, hastigheter och riktningar visas också från information om dess uppmätta samt skattade tillstånd. De uppmätta tillstånden (endast position och vinkel) representeras av en triangel, medan de skattade tillstånden visas med det färgade objektet och en hastighetsvektor. I Figur 3 ses fönstret med banan och bilen. De röda lamporna bak på bilen indikerar att bilen har fått kommando att bromsa. Olika visningslägen för det grafiska gränssnittet finns tillgängliga och dessa beskrivs i avsnitt 2.4.2. Figur 3: Fönstret som ritar upp banan och bilens/bilarnas positioner. Det gula objektet representerar en bil, det blå-gråa objektet representerar lastbilens dragbil och den vita rektangeln representerar släpet. De röda markeringarna på bilen indikerar att bilen har fått kommando att bromsa. 2.4.2 Visningslägen Informationen som visas i fönstret Main kan ändras genom att ändra visningsläge. Detta görs genom olika knapptryckningar när fönstret är markerat. t : Växlar mellan de olika visningslägena i fönstret Main. Sex moder finns tillgängliga de togglas mellan genom att upprepande trycka på t enligt nedan: 1. Visar markörer. 2. Visar mätningar. 3. Visar både markörer och mätningar. 4. Visar mätningar och tillstånd 5. Visar markörer, mätningar och tillstånd 6. Går tillbaka till att visa banan och fordon.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 6 o : Visar det förberäknade optimala spåret. l : Visar kört spår med röd färg vid imbromsning och grön färg vid gas. s : Spelar upp ett tidigare kört varv på både datorskärmen och på bilbanan via projektorn. Den körning som man vill spela upp ska ligga i logdata som en textfil med namnet earlierlap.txt. Lättast är att byta namn på en befintlig state.txt. y : Växlar mellan de olika visningslägena på projektorn. c : När visningsläget är inställt på att visa markörernas position växlar denna tangent mellan att visa mätningar från respektive kamera. e : När visningsläget är inställt på att visa mätningar visar denna tangent konfidensintervallet för mätningarna. q : Avslutar det grafiska gränssnittet för körning och går tillbaka till uppstartsmenyn, se Figur 1. 2.4.3 Systeminformation och inställningar Fönstret Racetrack Control visar upp information om systemet, samt ger möjlighet till vissa inställningsmöjligheter. Fönstret visas i Figur 4 på nästa sida. Detta fönster ger information om huvudprogrammets och regulatorns utnyttjandegrad. Dessa ska ligga klart under 100 för att programmet skall fungera tillfredställande. För att justera markördetekteringsystemets känslighet ges här möjlighet att justera parametrarna Min Thr, Max Thr, Min mask, Max Mask och Mask Radius. Dessa behöver vanligtvis inte ändras. För mer information om dessa parametrar hänvisas till den tekniska dokumentationen för Racetrack [4]. Deltiderna från de tre senaste varven för de bilar som kör på banan visas också, där Car anger vilken bil tiderna visas för och Lap vilket varv tiderna gäller för. Deltiden T1 visar tiden från den svart-vit-rutiga startlinjen till första checkpoint (den första vita linjen i Figur 3 på föregående sida då banan omlöps medurs), deltiden T2 visar tiden från startlinjen till andra checkpoint (den andra vita linjen i 3 på föregående sida) och T3 är tiden för hela varvet. Tiden anges i sekunder och har en noggranhet på 10 ms. 2.5 Beskrivning av den information som programmet behöver För att kunna starta och köra programmet så krävs det att vissa filer är definierade, samt att vissa bibliotek finns tillgängliga. Den katalog som används för in- och utfiler till programmet är default C:/Temp/OSAAR, vilket är en katalog på datorn placerad i labbet. Informationen i denna katalog finns kvar mellan omstarter av datorn. För att se det fullständiga formatet på filerna refereras till den tekniska dokumentationen [5]. I samma katalog som programmet ligger i måste även följande finnas serial.txt: filer med kalibreringparametrar för kamerorna. opencv core230.dll opencv highgui230.dll De två textfilerna som har namnet serial.txt (där serial är serienummret för kameran) används av systemet för att kunna kompensera för olinjäriteter i linserna och biblioteksfilerna används för grafiken. Dessa filer är redan inlagda och skall ej behövas ändras om ingen omkalibrering av kamerorna har gjorts.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 7 Figur 4: Fönster som visar information om systemet och ger möjlighet till inställning av systemparametrar. För att kunna köra programmet i Run-läge så krävs även att följande två filer ligger i mappen där data skrivs och läses ref.txt: fil som innehåller referenstrajektorian. track.txt: fil som innehåller en representation av banan. Dessa filer är också tillagda och behöver bara ändras om användaren vill ändra banans form, ändra referenstrajektorian eller ändra initiala hastigheterna på spåret. För att läsa in initiala regulatorparametrar finns en fil som heter PIDsettings.txt och denna skall vara placerad i mappen där data skrivs och läses från. Om filen inte innehåller all den information som systemet behöver så används defaultvärden för regulatorn och vilken bil som styrs (default är bil med ID 2).

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 8 2.6 Beskrivning av den information som programmet levererar Efter en körning så kommer programmet leverera viss information till användaren nedskrivet i text-filer. Dessa listas nedan (för att se formatet på innehållet refereras till den tekniska dokumentationen [5]). Filerna skrivs till mappen där data läses/skrivs av systemet. controlsignals.txt : fil med alla styrsignaler som ställts ut av systemet. fromcam0.txt: fil med koordinaterna till de markeringar som den första kameran har detekterat. fromcam1.txt: fil med koordinaterna till de markeringar som den andra kameran har detekterat. state.txt: fil med de skattade tillstånden för bilen. vvec.txt: fil med slutgiltiga hastigheter för den adaptiva gas- och bromsprofilen. 2.7 Åtgärder efter körning Efter körning med systemet måste följande åtgärder utföras. Stäng av IR-dioderna. Stäng av projektorn. Stäng av bilen och tillse att batterierna laddas. Rengör bilen enligt anvisningar i bilarnas dokumentation. Ställ tillbaka allt på sin plats. Koppla ur strömmen till batteriladdarna. 2.8 Felsökning Felsökning för körning i Run-läget 2.8.1 Programmet startar inte Tillse att alla filer som krävs för körning finns i de kataloger de ska. Mer information om detta finns i detta dokument samt i den tekniska dokumentationen [5]. 2.8.2 Bilen detekteras inte Detta kan bero på främst två saker: Vanligast är att bilen är placerad för nära de två kalibreringmarkeringarna på banan, vilket gör att kamerorna kalibreras in fel och bilen ej kan detekteras. Detta löses genom att flytta bilen längre från kalibreringsmarkeringarna och starta om programmet. Den andra orsaken är att IR-ljuset är för svagt på vissa delar av banan så att vissa av markeringarna på bilarna ej syns. För att lösa detta kan systemparametrarna för markördetektion ändras (se avsnitt 2.4.3).

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 9 2.8.3 Bilen kör med en offset Detta beror troligtvis på att kamerorna är felkalibrerade. Starta om programmet. 2.9 Mer information För mer information om systemet och dess delar refereras till Technical Documentation, Racetrack, [1] User s Manual, Racetrack, [2] Teknisk Dokumentation, OSAAR, [5] Manualer för bilar och handkontroller, [6] 3 Fristående simulator Simulatorn är uppbyggd på samma sätt som Racetrack, vilket gör detta avsnitt väldigt likt det ovanstående. 3.1 Kort beskrivning av ingående komponenter I detta kapitel ges en kort sammanfattning av de komponenter som ingår. Simulatorn kan köras tillsammans med delar av hårdvaran från Racetrack eller fristående på extern dator. 3.1.1 Hårdvara Då simulatorn körs tillsammans med utrustningen i labbsalen används följande hårdvarukomponenter. Kopplingslåda: En kopplingslåda är kopplad via ett LabView-kort till datorn. Denna sköter kommunikationen mellan handkontroll och dator. Handkontroll: En handkontroll kommunicerar med bilen vid manuell körning. Bana: Bilbanan är uppbyggd av mjuka gummiplattor och får ej beträdas! Projektor: En projektor ritar upp den simulerade bilen på banan och kan även rita upp bl.a. deltider och referensspår. 3.1.2 Mjukvara Mjukvaran som används är följande simulator.exe: Programmet som kör simulator-systemet. 3.2 Uppstart Detta kapitel beskriver steg för steg hur användaren ska starta upp simulatorn.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 10 3.2.1 Uppstart av kringutrustning Då simulatorn körs tillsammans med utrustningen i labbsalen måste denna först startas upp. 1. Slå på projektorn genom att trycka på PÅ-knappen på fjärrkontrollen när den är riktad mot projektorn eller genom att trycka på PÅ- knappen på projektorns undersida. Fjärrkontrollen är placerad på hyllan under projektorn. 2. Säkerställ att alla kablar är korrekt inkopplade enligt kopplingsschema i Racetrackpärmen samt enligt markeringar på lådan. 3.2.2 Uppstart av simulatorn 1. Starta upp datorn med simulatorn installerad. 2. Väl inloggad på datorn med simulatorn installerad startar du programmet genom att klicka på ikonen Simulator. 3. När simulatorn är uppstartad visas ett fönster enligt Figur 5. 4. Programmet är nu redo att köras och önskat körläge kan väljas. Figur 5: Fönstret som visas då programmet startas. Olika knappar och sektioner är markerade i rött och deras funktionalitet beskrivs mer utförligt i detta avsnitt. 3.3 Beskrivning av uppstartsmeny Här kommer en beskrivning av hur uppstartsmenyn används. De numrerade och rödmarkerade delarna i Figur 5 förklaras här mer ingående. 3.3.1 Manual keyboard Läge 1 används för att köra i manuellt läge på extern dator. Styrning av bilen görs då manuellt med tangentbordet och tangenterna W, A, S och D. Bilen kör framåt med

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 11 W, backar med S, svänger åt vänster med A och åt höger med D. Det manuella läget startas efter att RUN-knappen tryckts ner. 3.3.2 Manual control Läge 2 används för att köra i manuellt läge på datorn i labbsalen. Styrning av bilen görs då manuellt med handkontrollen. Det manuella läget startas efter att RUN-knappen tryckts ner. 3.3.3 Auto Läge 3 används för autonom körning. Styrning av bilen görs då med hjälp av de implementerade PID-regulatorerna med de paramterinställninga som visas i sektion 6. Det autonoma läget startas efter att RUN-knappen tryckts ner. 3.3.4 Run Knapp 4 används för att starta manuell eller autonom körning beroende om läge 1, 2 eller läge 3 är valt. 3.3.5 Shutdown Knapp 5 Stänger av programmet. 3.3.6 PID-regulatorer Sektion 6 innehåller styrsystemets PID-regulatorer. Regulatorparametrarna ändras i realtid genom att i rutan för respektive regulator skriva in ett nytt värde. Värdena ska anges som en flyttal, det vill säga t.ex. värdet 1 anges på formen 1.0. När de nya parametrarna är valda skickas de till styrsystemet genom att trycka på UPDATE. De PID-regulatorer som finns definierade är: PID the: Vinkelregulatorn på raksträckan. PID turn: Vinkelregulatorn i kurvor. PID re: Avståndsregulatorn PID v: Hastighetsregulatorn. Mer information om respektive regulator finns i Teknisk Dokumentation [5]. De parametrar som är definierade för respektive regulator är K, T i, T d med regulatorn på formen (2) t ) u(t) = K (e(t) + 1Ti de(t) e(t)dt + T d 0 dt (2) där e(t) är reglerfelet.

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 12 3.4 Grafiskt gränssnitt vid körning Vid körning i manuellt eller autonomt läge så visas ett grafiskt gränssnitt bestående av två fönster upp. I kommandotolken, se Figur 7 på nästa sida, visas felmeddelanden upp om sådana skulle uppstå, medan det andra fönstret visar information om systemet. Figur 6: Kommandotolken som visar eventuella felmeddelanden då programmet körs. 3.4.1 Bana och bilposition Fönstret Main ritar upp banans representation samt bilens position. Bilen är representerad av ett gult objekt. I Figur 6 ses fönstret med banan och bilen. De två vita linjerna representerar två checkpoints. Tiderna vid de två checkpoint-linjerna visar tiden det tagit att köra från start till respektive checkpoint (övriga två vita linjer). Bilen startar på raksträckan strax till vänster om den totala varvtid som visar där. De röda lamporna bak på bilen indikerar att bilen har fått kommando att bromsa. Den optimal trajektorian representeras av den blåa linjen, hur den visas går att läsa om i avsnitt 3.4.2. 3.4.2 Visningslägen Den optimala trajektorian visas genom att trycka på o. För att avsluta programmet trycks tangenten q ned då fönstret är öppet. 3.5 Beskrivning av information som programmet behöver För att kunna starta och köra programmet så krävs det att vissa filer är definierade, samt att vissa bibliotek finns tillgängliga. Den katalog som används för in- och utfiler till programmet vid körning är default C:/Temp/OSAAR, vilket är en katalog på C-disken på datorn placerad i labbet. Informationen i denna katalog finns kvar mellan omstarter av datorn. För att se det fullständiga formatet på filerna refereras till tekniska dokumentationen [5]. I samma katalog som programmet ligger i måste även följande finnas opencv core230.dll

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 13 Figur 7: Fönstret Main som ritar upp banan och bilens position. opencv highgui230.dll För att kunna köra programmet i Run-läge så krävs även att följande två filer i mappen där data skrivs och läses ref.txt: fil som innehåller referenstrajektorian. track.txt: fil som innehåller en representation av banan. Dessa filer är också tillagda och behöver bara ändras om användaren vill ändra banans form eller referenstrajektorian. För att läsa in initiala regulatorparametrar finns en fil som heter PIDsettings.txt och denna skall vara placerad i mappen där data skrivs och läses från. Om filen inte innehåller all den information som systemet behöver så används defaultvärden för regualtorn. 3.6 Beskrivning av informationen som programmet levererar Efter en körning så kommer programmet leverera viss information till användaren nedskrivet i text-filer. Dessa listas nedan (för att se formatet på innehållet refereras till den tekniska dokumentationen). Filerna skrivs till mappen där data läses/skrivs av systemet. state.txt: fil med de skattade tillstånden för bilen. 3.7 Felsökning Felsökning för körning i Run-läget

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 14 3.7.1 Programmet startar inte Tillse att alla filer som krävs för körning finns i de kataloger de ska. Mer information om detta finns i detta dokument samt tekniska dokumentationen [5].

Optimal Styrning av Autonom Racerbil 15 Referenser [1] Sommarprojekt 2011. Technical Documentation Racetrack. Linköpings Universitet, Linköping. [2] Sommarprojekt 2011. User manual Racetrack. Linköpings Universitet, Linköping. [3] Projektgruppen Slipping limit. 2011. Användarhandledning Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Linköpings Universitet, Linköping. [4] Sommarprojekt 2013. Technical Documentation Racetrack. Linköpings Universitet, Linköping. [5] Projektgruppen No Oscillations Corportation. 2013. Teknisk Dokumentation Optimal Styrning av Radiostyrd Racerbil. Linköpings Universitet, Linköping. [6] Perfex, KT-18. Instruction Manual. Kyosho, Japan.