diff options
Diffstat (limited to 'Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system')
4 files changed, 136 insertions, 90 deletions
diff --git a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/01-innan-start.tex b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/01-innan-start.tex index 19e3003..e5f3013 100644 --- a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/01-innan-start.tex +++ b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/01-innan-start.tex @@ -4,8 +4,4 @@ Vid uppstart ritas knappar ut på displayen, se figur x. Med dessa knappar går det att välja om en eller två banor ska vara aktiva och om de ska styras autonomt av systemet eller manuellt med handkontroll. Det går också att ställa in en referenstid mellan 12 och 15 sekunder med 0,5 sekunders intervall genom -att trycka på + och - på displayen. För att reagera på knapptryck skickas varje -0,4 sekunder ett kommando till displayen som instruerar displayen att lägga -information om alla knapptryck som skett i dess interna minne. Detta interna -minne läses sedan av och händelserna bearbetas i den kronologiska ordning de -gjordes i. +att trycka på + och - på displayen. diff --git a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/02-uppstart.tex b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/02-uppstart.tex index 02b8869..0205233 100644 --- a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/02-uppstart.tex +++ b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/02-uppstart.tex @@ -1,15 +1,28 @@ \subsection{Uppstart} \label{sec:systembeskrivning:uppstart} -Vid autonom körning utgår systemet ifrån en bootstrap som är systemet för uppstarten av bilarna. Då körs funktionen \texttt{do\_boot()} som arbetar fram en -initial \texttt{car.constant}. Detta sker i tre steg. Innan bilen börjar rulla -höjs \texttt{car.constant} varje 0,7 sekunder. När bilen börjar rulla och åker -under målgivaren höjs \texttt{car.constant} långsammare tills bilen åkt under -den första givaren varpå \texttt{car.constant} inte längre ändras. Vid den -tredje givaren jämförs hur lång tid det senaste segmentet tog att köra och en -sista \texttt{car.constant} räknas ut som förväntas ge en varvtid på 15 -sekunder. Om den förväntade varvtiden är längre än 15 sekunder höjs -\texttt{car.constant} och om den förväntade varvtiden är lägre sänks -\texttt{car.constant}. + +% Vid autonom körning utgår systemet ifrån en bootstrap som är systemet för +% uppstarten av bilarna. Då körs funktionen \texttt{do\_boot()} som arbetar fram +% en initial \texttt{car.constant}. Detta sker i tre steg. Innan bilen börjar +% rulla höjs \texttt{car.constant} varje 0,7 sekunder. När bilen börjar rulla och +% åker under målgivaren höjs \texttt{car.constant} långsammare tills bilen åkt +% under den första givaren varpå \texttt{car.constant} inte längre ändras. Vid den +% tredje givaren jämförs hur lång tid det senaste segmentet tog att köra och en +% sista \texttt{car.constant} räknas ut som förväntas ge en varvtid på 15 +% sekunder. Om den förväntade varvtiden är längre än 15 sekunder höjs +% \texttt{car.constant} och om den förväntade varvtiden är lägre sänks +% \texttt{car.constant}. + +Vid autonom körning börjar systemet med en så kallad ''bootstrap'' vars funktion +är att arbeta fram en initial konstant för den aktiva bilen. Detta sker i tre +steg enligt figur~\ref{fig:bootstrap}. I det första steget står bilen stilla +framför målgivaren och konstanten höjs ofta (varje 0,7 sekunder, $dt_1$ i +figuren) med ett mellanstort värde ($dU_1$ i figuren). När bilen börjar rulla +och passerar målgivaren (\emph{målgivarutslag}) höjs konstanten markant ($dU_2$) +så bilen ska klara den första sträckan av banan. Konstanten höjs sedan med ett +mindre värde ($dU_3$) efter ett längre intervall ($dt_2$) tills bilen passerar +den tredje givaren (\emph{bootstrap slut}). Vid den tredje givaren tar det +ordinarie systemet vid. \begin{figure} \centering diff --git a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/03-korning.tex b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/03-korning.tex index 24d58ee..5c47d53 100644 --- a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/03-korning.tex +++ b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/03-korning.tex @@ -2,85 +2,116 @@ \label{sec:systembeskrivning:korning} Huvudloopen körs åtminstonde 10 gånger i sekunden. Den beräknar var bilen -befinner sig, hur snabbt bilen ska köra, justerar \texttt{car.constant} och sätter det -nya gaspådraget till banan. - -Majoriteten av förändringarna i structen \texttt{car} görs i funktionen \texttt{do\_car()}. -I \texttt{do\_car()} beräknas först positionen (\texttt{car.position}), -sedan motsvarande hastighetsparameter (\texttt{car.v}) och därefter det gaspådrag -(\texttt{car.u}) som ska sättas till banan. +befinner sig, hur snabbt bilen ska köra och skickar det nya gaspådraget till +banan. När en givare passeras justeras också bilens konstant efter nuvarande +varv- och referenstid. Nedan beskrivs vad systemet gör under en komplett +programcykel. \subsubsection{Position} \label{sec:system:korning:position} -Det finns två fall när positionen ska beräknas. När en givare har passerats sedan förra positionsberäkningen och när ingen givare har passerats. Under första varvet hanteras endast det första fallet -och från varv 2 och frammåt görs båda parallellt. - -Om en ny givare har passerats, \texttt{car.new\_check\_point == true}, ökar -programmet nuvarande segment (\texttt{car.segment}) med 1. \texttt{car.segment}, som -alltid ligger mellan 1 och 9, används som index för att välja position i en -lista (\texttt{car.pos\_at}). Vi kallar den positionen för \emph{givarpositionen}. - -Om ingen givare har passerars och första varvet är avslutat kallas först på funktionen \texttt{get\_approx\_v()}. Denna utgår ifrån -förra varvets segmentstider (\texttt{car.seg\_times}) och segmentslängder -(\texttt{car.seg\_len}) och beräknar med $v = \frac{s}{t}$, där \texttt{s} är segmentslängden och \texttt{t} segmentstiden, \texttt{v} som är medelhastigheten för nuvarnade -segment, men förra varvet. Denna antas vara ungefär samma som nuvarande -hastiget och kallas \emph{car.v}. - -Sedan beräknas positionen, i meter från målgivaren, med funktionen -\texttt{get\_position()}. Den använder den ungefärliga hastigheten \texttt{v} beräknad av -\texttt{approx\_v()} och tiden \texttt{t} sedan denna beräkning gjordes senast (en programcykel, se \ref{sec:system:korning:cykel}) -och beräknar med $s = v \cdot t$ den sträcka som bilen har åkt. Sedan adderas denna -med förra kända positionen och returneras i \texttt{car.position}. Denna -\emph{beräknade} position tas också fram när en givare har passerats, då skrivs den över med \emph{givarpositionen} men används i stället för att detektera missade givare. Se \ref{sec:missade givare}. + +Om en givare passerats vet systemet exakt var bilen befinner sig. Om så är +fallet sparas den nuvarande exakta position och kallas \emph{givarpositionen}. + +% Om en ny givare har passerats, \texttt{car.new\_check\_point == true}, ökar +% programmet nuvarande segment (\texttt{car.segment}) med 1. \texttt{car.segment}, som +% alltid ligger mellan 1 och 9, används som index för att välja position i en +% lista (\texttt{car.pos\_at}). Vi kallar den positionen för \emph{givarpositionen}. + +Oavsett om en givare passerats eller inte räknar systemet ut en beräknad +position. Detta görs genom att räkna ut en approximativ hastighet $v = +\frac{s}{t}$ där $v$ är hastigheten, $s$ är längden på det nuvarande segmentet +och $t$ är hur lång tid det nuvarande segmentet tog förra varvet. + +% Om ingen givare har passerars och första varvet är avslutat kallas först på funktionen \texttt{get\_approx\_v()}. Denna utgår ifrån +% förra varvets segmentstider (\texttt{car.seg\_times}) och segmentslängder +% (\texttt{car.seg\_len}) och beräknar med $v = \frac{s}{t}$, där \texttt{s} är segmentslängden och \texttt{t} segmentstiden, \texttt{v} som är medelhastigheten för nuvarnade +% segment, men förra varvet. Denna antas vara ungefär samma som nuvarande +% hastiget och kallas \emph{car.v}. + +Med den approximativa hastigheten räknas sedan en beräknad längd bilen rört sig +sedan senaste programcykeln ut med $\mathrm{d}s = v \cdot \mathrm{d}t$ där +$\mathrm{d}s$ är den beräknade sträckan bilen rört sig, $v$ är hastigheten som +precis räknades ut och $\mathrm{d}t$ är tiden sedan den förra programcykeln. +Denna förflyttning adderas med positionen från förra programcykeln och kallas +den \emph{beräknade positionen}. + +Om en givare passerats räknar systemet här ut om en givare vid ett tidigare +tillfälle passerats (genom att jämföra givarpositionen och den beräknade +positionen). Information om denna procedur finns i del~\ref{sec:missade givare}. + +% Sedan beräknas positionen, i meter från målgivaren, med funktionen +% \texttt{get\_position()}. Den använder den ungefärliga hastigheten \texttt{v} beräknad av +% \texttt{approx\_v()} och tiden \texttt{t} sedan denna beräkning gjordes senast (en programcykel, se \ref{sec:system:korning:cykel}) +% och beräknar med $s = v \cdot t$ den sträcka som bilen har åkt. Sedan adderas denna +% med förra kända positionen och returneras i \texttt{car.position}. Denna +% \emph{beräknade} position tas också fram när en givare har passerats, då skrivs den över med \emph{givarpositionen} men används i stället för att detektera missade givare. Se \ref{sec:missade givare}. \subsubsection{Gaspådrag} -Efter positionsberäkningen beräknas det gaspådrag som skall sättas till banan. Detta görs i två -funktioner, \texttt{get\_new\_v} och \texttt{get\_new\_u}. - -I \texttt{get\_new\_v} används bilens nuvarande postition (\texttt{car.postition}) -och hastighetskartan (\texttt{car.map}). I \texttt{car.map} finns en -hastighetsparameter för varje \texttt{car.position} (Se \ref{sec:begrepp och systemöversikt}.), denna retuneras av funktionen -och sparas i \texttt{car.v}. - -I \texttt{get\_new\_u} används denna hastighetsparameter tillsammans med -\texttt{car.constant}. Dessa multipliceras och deras produkt retuneras och sparas -i \texttt{car.u}. +Efter positionsberäkningen beräknas spänningen som ska skickas till banan. Detta +görs genom att multiplicera det önskade spänningsvärdet för den nuvarande +positionen från kartan med bilens konstant. + +% Efter positionsberäkningen beräknas det gaspådrag som skall sättas till banan. Detta görs i två +% funktioner, \texttt{get\_new\_v} och \texttt{get\_new\_u}. +% +% I \texttt{get\_new\_v} används bilens nuvarande postition (\texttt{car.postition}) +% och hastighetskartan (\texttt{car.map}). I \texttt{car.map} finns en +% hastighetsparameter för varje \texttt{car.position} (Se \ref{sec:begrepp och systemöversikt}.), denna retuneras av funktionen +% och sparas i \texttt{car.v}. +% +% I \texttt{get\_new\_u} används denna hastighetsparameter tillsammans med +% \texttt{car.constant}. Dessa multipliceras och deras produkt retuneras och sparas +% i \texttt{car.u}. \subsubsection{Governor} \label{sec:systembeskrivning:governor} -Om bootstrap är avslutad, körs den del av koden vars ända uppgift är att -anpassa \texttt{car.constant}. - -Detta görs med funktionen \texttt{do\_gov}. Först görs en uppskattning av -varvtiden utifrån hur lång tid varvet har tagit än -så länge. Detta görs med forecasts som beräknar den approximerade varvtiden utifrån tid fram tills senast -passerad givare samt hastighet i tidigare segment. Genom att veta en -genomsnittlig hastighet går det med kvarvarande sträcka att räkna ut en -ungefärlig kvarvarande tid. När tiden från mål till senaste passerade givare adderas med -den uträknade approximerade tiden kvar, så erhålls det en uppskattad varvtid som -används för att avgöra om en bil behöver åka snabbare eller långsammare. Om bilen dock är inne på sitt första varv görs uppskattningen endast -utifrån förra segmentet \texttt{car.forcasts\_naive} och om första varvet är -avslutat så används \texttt{car.forcasts} som vanligt. Detta görs efter segment 4 och 8. Dessutom används den -faktiska varvtiden när bilen passerar mål (från varv 2 och frammåt). - -Sedan jämförs denna uppskattade varvtid med referenstiden (\texttt{car.ref\_time}) -och \texttt{car.constant} justeras. -\begin{verbatim} -car.constant = car.constant + (status - 1) * 0.08; -\end{verbatim} -Där \texttt{status} är den uppskattade varvtidens förhållande till \texttt{car.ref\_time}. -D.v.s om de är exakt lika blir \texttt{status~ =~ 1}, om uppskattningen är högre blir -den större än 1 och om den är lägre blir den mindre än 1. Således kommer \texttt{car.constant} -höjas eller sänkas proportionellt mot hur långt ifrån \texttt{car.ref\_time} uppskattningen -av varvtiden ligger. - -\subsubsection{Hantering av cykellängd} + +Om bootstrap är avslutad och en givare passerats behöver bilens konstant +eventuellt justeras. + +För att justera bilens konstant behöver systemet först beräkna hur lång tid det +nuvarande varvet kommer ta. Vid varje givare beräknas därför den genomsnittliga +hastigheten genom det förra segmentet och multipliceras med den kvarvarande +sträckan på varvet för att få den uppskattade tiden den resterande delen av +varvet kommer ta. Denna tid läggs ihop med varvtiden hittils och ger då en +uppskattad varvtid för det nuvarande varvet. Denna varvtid jämförs sedan med den +valda referenstiden och bilens konstant anpassas vid behov. + +% Detta görs med funktionen \texttt{do\_gov}. Först görs en uppskattning av +% varvtiden utifrån hur lång tid varvet har tagit än +% så länge. Detta görs med forecasts som beräknar den approximerade varvtiden utifrån tid fram tills senast +% passerad givare samt hastighet i tidigare segment. Genom att veta en +% genomsnittlig hastighet går det med kvarvarande sträcka att räkna ut en +% ungefärlig kvarvarande tid. När tiden från mål till senaste passerade givare adderas med +% den uträknade approximerade tiden kvar, så erhålls det en uppskattad varvtid som +% används för att avgöra om en bil behöver åka snabbare eller långsammare. Om bilen dock är inne på sitt första varv görs uppskattningen endast +% utifrån förra segmentet \texttt{car.forcasts\_naive} och om första varvet är +% avslutat så används \texttt{car.forcasts} som vanligt. Detta görs efter segment 4 och 8. Dessutom används den +% faktiska varvtiden när bilen passerar mål (från varv 2 och frammåt). +% +% Sedan jämförs denna uppskattade varvtid med referenstiden (\texttt{car.ref\_time}) +% och \texttt{car.constant} justeras. + +% \begin{verbatim} +% car.constant = car.constant + (status - 1) * 0.08; +% \end{verbatim} + +% Där \texttt{status} är den uppskattade varvtidens förhållande till \texttt{car.ref\_time}. +% D.v.s om de är exakt lika blir \texttt{status~ =~ 1}, om uppskattningen är högre blir +% den större än 1 och om den är lägre blir den mindre än 1. Således kommer \texttt{car.constant} +% höjas eller sänkas proportionellt mot hur långt ifrån \texttt{car.ref\_time} uppskattningen +% av varvtiden ligger. + +\subsubsection{Hantering av längden av en programcykel} \label{sec:system:korning:cykel} -I slutet av varje cykel körs det en loop som tillfälligt pausar programmet. -För att få avläsningen att ske minst en gång var tionde sekund så pausas -programmet kontinuerligt 0.001 sekunder tills den totala paustiden överskrider -0.07 sekunder då nästa cykel börjar. Då pausen på 0.001 sekunder är så pass + +I slutet av varje cykel körs en loop som tillfälligt pausar programmet. +För att få avläsningen att ske minst en gång var tionde sekund pausas +programmet kontinuerligt 0,001 sekunder tills den totala paustiden överskrider +0,07 sekunder då nästa cykel börjar. Då pausen på 0,001 sekunder är så pass kort och marginalen till kravet är rätt stor så sker avläsningen mellan -0.07 och 0.1 sekunder. I en if-sats sparas den högst -uppmätta tiden i \texttt{highToc}.
\ No newline at end of file +0,07 och 0,1 sekunder. Längden på den största skillnaden mellan två avläsningar +sparas och visas vid programmets slut. + diff --git a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/05-display.tex b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/05-display.tex index 5b36342..85fa026 100644 --- a/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/05-display.tex +++ b/Dokument/Teknisk Dokumentation/text/system/05-display.tex @@ -1,6 +1,12 @@ \subsection{Display} -I varje programcykel skickas värdet på \texttt{car.u} till två stapeldiagram på -displayen för vardera bil. Se \ref{app:funktioner och filer:display} för information om displayens -stapeldiagram. Om ett nytt varv inleds skrivs dessutom förra varvnumret och -varvtiden ut på displayen. +I varje programcykel skickas dessutom värdet på vardera bils spänningspålägg +till två stapeldiagram på den ansluta displayen. Om ett nytt varv inleds skrivs +dessutom förra varvnumret och varvtiden ut på displayen. Se del~ +\ref{app:funktioner och filer:display} för information om hur kommunikationen +till displayen implementerades. + +% I varje programcykel skickas värdet på \texttt{car.u} till två stapeldiagram på +% displayen för vardera bil. Se \ref{app:funktioner och filer:display} för information om displayens +% stapeldiagram. Om ett nytt varv inleds skrivs dessutom förra varvnumret och +% varvtiden ut på displayen. |