long t = System.currentTimeMillis();

Code 0-1: Systemzeit in Millisekunden.

Übung Fehlertoleranter Software-Entwurf

Identifizieren Sie Software-Module (Klassen / Programmteile), die mit den aufgelisteten Störungen jeweils in Verbindung stehen. 
    1. Ordnen Sie den verschiednenen Störungen Fehlertoleranz-Pattern zur Verminderung von deren Auswirkungen zu. 
    2. Entwickeln Sie zu dreien der aufgelisteten Störungen ein Konzept zu deren jeweiliger Behandlung. 
    3. Diskutieren Sie in der großen Runde Praktikabilität, sowie Wirksamkeit und Machbarkeit Ihres Konzeptes. 
    4. Entscheiden Sie sich endgültig für ein Konzept, dass Sie dann umsetzen und stimmen Ihre Entscheidung mit allen anderen Gruppen und der Lehrperson so ab, dass nicht zwei Gruppen das gleiche Konzept verfolgen. 


AAAAAAAAAAAAA

Verlieren der roten Linie
MODULE: Bildv. Regler, Motor
STÖRUNGEN behandeln: 
1) erst gar nicht verlieren
2) falls doch: Geschw. Drosseln, Drehbewegung in Richtung zuletzt "gesehener" Position
3) wenn 2) nicht greift, Abschalten und Benutzer informieren
PATTERN: 
Minimize human Intervention (selber Linie wiederfinden)
Mitigation: Geschw.drosselung

zu 1): Wandert rote Linie an den Rand, gezielt gegensteuern

Fault Observer: PC informieren über den Fehler beim esp32AV

ESCALATION: angemessene Reaktionen auf verschieden starke Störungen

Maximize human participation: Benutzer Rückmelden, was passiert

ANREGUNG, BENUTZUNG ArrayList:

ArrayList<float[]> merker = new ArrayList<float[]>();

public void setup()
{
     println("Hallo");
     
     merker.add(new float[] {1.0,3.0});
     merker.add(new float[] {2.0,7.0});
     merker.add(new float[] {3.0,-3.0});
     
     println("Größe der Liste: "+merker.size());
     float[] erstes  = merker.get(0);
     float[] letztes = merker.get(merker.size()-1);
     
     println("erstes: t="+erstes[0]+" x="+erstes[1]);
     println("letztes: t="+letztes[0]+" x="+letztes[1]);
}



BBBBBBBBBBBBBBB (Stand 4.11.)

Hindernisse auf der Fahrbahn
MODULE: Bild, Regler, Motor
STÖRUNGEN behandeln: 

PATTERN
1) Maximierung menschlicher Anteilnahme: 
2) Wagen könnte Richtung ändern

Ideen aus dem Plenum:
Zwei mögliche Richtungen: 
a) Warten, bis Hindernis beseitigt
b) Entscheidung des Benutzers, ob es sich um ein Hindernis ist.
NICHT Benutzer gibt "GO" wenn Hindernis beseitigt, SONDERN Softwaremodul (Someone in Charge, ev. Zweite Kamera)
Aufforderung ev. Zum Übergehen der Fehlermeldung

Detektieren des Hindernisses: einfach als Unterbrechung der roten Linie 
-- Wie kann Lichtreflex von Hindernis unterschieden werden?
---- ev. Helligkeitswerte / mit Uhrzeit vergleichen(???)
---- Begrenzung der Aufgabe: Hindrnisse sind blau (Beispiel)
---- Herantasten ev.



CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

Störung beim Videostreaming

MODULE: Bildv. Antrieb (Regler ev. langsamer Vortrieb)

Maßnahmen:
Rückmeldung an menschlichen Benutzer: Ausfall Kamera (Maximize human participation)

1) letztes Bild speichern als gültig und langsamer fahren
2) robben
3) ganz stoppen, bis Streaming wieder flüssig
(je nach Länge der Ausfälle 1) oder wenn schlimmer dann 2)

PATTERN:
Mitigation
Redundanz (?)
Recovery Block (?)

eventuell "robben": immer auf nächstes Bild warten, dann kurz passend reagieren und wieder auf nächstes Bild warten usw.

BILDVERGLEICH: hat sich etwas geändert?
VERSUCH WiFI automatisch wiederzuverbinden

Umsetzung Escalation mit Java-Interfaces, Dummy-Beispiel:

public interface iRegler
{
     public abstract float berechne(float x);
}

public class Regler1 implements iRegler
{
     public float berechne(float x) {return x*x;}     
}

public class Regler2 implements iRegler
{
     public float berechne(float x) {return x+x;}     
}

public class Antrieb
{
     iRegler regler;
     public void registriereRegler(iRegler r)
     {
         regler = r;
     }
     public void fahrt(float y)
     {
          println(y+" ergibt "+regler.berechne(y));
     }
}

Antrieb antrieb = new Antrieb();
Regler1 r1 = new Regler1();
Regler2 r2 = new Regler2();

public void setup()
{
     antrieb.registriereRegler(r1);
     antrieb.fahrt(1.0);
     antrieb.registriereRegler(r2);
     antrieb.fahrt(1.0);
}



DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD

Verlieren der Bahnmarkierung

Maßnahmen:
Reduktion der Vortriebsgeschwindigkeit

Weiter geben an "Someone in Charge": Versuch, Ursache zu erkennen:
a) Netzwerkverb. Prüfen? -- "Ping": Testdaten senden, die bewirken, dass etwas zurück kommt.
b) Konsistenz der empfangenen Daten prüfen... z.B. bei PWM-Signalen



EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
(Stand 30.10. | 11.11.)
Welchsende Lichtverhältnisse

MODULE: Bildv. (Antrieb...)

Maßnahme: Nimmt aktuelles Bild, wenn kein rot zu sehen, dann 
Schwellwert ändern, aber Plausibilität prüfen:
Ist die Bahn zu sehen? -- 
a) Bildvergleich / Bilderkennung (bekannte Bilder, in denen die Bahn bekanntermaßen zu sehen ist, sollten dem aktuellen Bild ähneln)

Streuung als Kriterium:
Es wird sowieso der Schwerpuntk der roten Pixel gebildet: spx.
Dabei kann ohne weiteres auch die Struung der auftretenden rot-Werte in ihrer x-Position im Bild 
berechnet und als Beurteilungsgrundlage dafür verwendet werden, on eine Bahn zu sehenn ist, oder nicht.




FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

Aufteten starker Schwingungen

MODULE: Regler, Antrieb

Maßnahmen:
a) Proportionale Verstärkung automatisch kalibrieren
b) ev. auch Vortrieb ändern

Detektion?: 
Dauer einer Kreisbahn??? -- dauert zu lange, keine Detektionsmöglichkeit

ZWEI MÖGLICHKEITEN:
Schauen, was Antrieb macht, oder schauen, was Bild zeigt.

ALGORITHMUS ZUR DETEKTION EINER SCHWINGUNG:
Man legt Extrempunkte minimale und maximale fest, und zählt, wie oft diese in einem bestimmten Zeitraum überschritten werden.
  /\
- - - - - - - - 
/   \   /
- - - - - - - - 
     \/
Visualisieren Sie diese Überschreitungen und zeigen Sie diese im Programmfenster an.



GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG

Störung bei Motorsteuerung

MODULE: Antrieb / UDPcomfort

Maßnahmen:
//Gezielte Steuersignale, 

Systematische Störungen (ein Rad reibt) z.B. durch Erhöhung des Niveaus der Stellsignale ausgleichen.

Detektion:
Idee: Selbsttest mit kurzen Motor-Impulsen, nachträglicher Vergleich des Kamerabildes vor und nach dem Impuls. Vorgang findet als seperater Testmodus außerhalb des normalen Betriebs statt.

Selbsttest auch mit Taste auslösen können.

ANREGUNG: DEFINITION VERSCHIEDENER INNERER ZUSTÄNDE (MODUS), ZWISCHEN DENEN BEDINGT UMGESCHALTET WIRD:


int MODUS = 0; // 0==Fahrzeug steht, 1==Test, 2==Normaler Betrieb

public void setup()
{
}

public void draw()
{
     switch(MODUS)
     {
          case 0:
             //fahrt(0,0);
          break;
          case 1:
             //macheTest();
          break;
          default:
             //...
          break;
     }
}

Code 0-2: Übung Fehlertoleranter Software-Entwurf