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MATLAB R2019b for机器人有什么新功能?

在MATLAB R2019b中,有主要的产品更新和新的工具箱。你可以看看发布说明完整的列表,但这个博客有我发现最令人兴奋的和与机器人和自主系统相关的能力。

机器人仿真

机器人系统工具箱为不同类型的机器人保留专门的建模和仿真工具的集合。它特别专注于提供低保真机器人模型,其中低级控制是现实系统的代表,因此您可以快速测试运动规划、任务规划和行为的高级算法。此外,还有更详细的分析工具为低级控制设计工作流提供支持。万博1manbetx

操纵者

现在有一个商业机器人模型库,低保真关节空间而且工作空间捕捉常见闭环控制策略行为的运动模型,以及碰撞检测在简单的形状或网格之间。所有这些都与运动学、动力学分析和轨迹规划的工具集成在一起,这些工具已经存在于以前版本的机器人系统工具箱中。

一定要看看新的机械手的例子,范围从基本轨迹规划完成拣放任务计划

地面车辆/移动机器人

对于移动机器人,有新的低保真度运动模型适用于不同类型的移动平台——最常见的是差动驱动和汽车类车辆。这些模型可以与导航工具箱中包含的传感器模型和路径规划器连接(有关详细信息,请参阅下一节),以建立自主导航算法的原型。它们还可以用于设计基于模型的路径规划器和追随者,例如模型预测控制

一定要看看新的仓库机器人的例子,范围从单个机器人的基本路径规划一群机器人的任务规划与协调

露台Cosimulation

现在在Simulink和万博1manbetx露台模拟器

在过去,我们已经能够通过ROS连接到Gazebo,但是通过直接接口,Simulink模型现在可以驱动Gazebo世界的执行,因此这两个工具中的动态始终是同步的。万博1manbetx这将使您能够使用Simulink进行设计万博1manbetx控制算法获取合成传感器数据(如图像和激光雷达)来自Gazebo。

我个人最喜欢的这项技术的应用是强化学习(RL)代理的训练,它通常要求在一个时间步骤中的行动导致下一个时间步骤的观察。下面是我尝试训练一个模拟的Kinova Gen3机械臂将它的钳子放在物体附近使用深度确定性策略梯度(DDPG)算法.以凉亭为我的环境,观察输入包括来自臂上摄像头的图像,这样我就可以根据这些图像训练特工卷积神经网络(cnn)

了解更多关于机器人系统工具箱下面。

导航和运动规划

对自主导航技术的需求存在于各种类型的平台上,无论是移动机器人、操纵器、类人机器人、自动驾驶汽车,还是任何其他自动驾驶车辆(空中、太空、陆地、水上或其他)。

导航的工具箱包含一堆算法,这些算法跨越任何通用系统的导航工作流。这个工作流程可以大致分为以下几个部分定位和映射(以及综合SLAM),路径规划,路径跟踪(包括避障)。此版本最重要的更新是映射和路径规划,但我建议您查看导航工具箱文档页所以你可以看到所有可用的。

主要的新映射特性是以自我为中心的占用地图,也被称为当地的地图.自我中心地图通常是基于机器人坐标框架的较小区域(与完整的全局地图相比)。这些地图的设计是为了有效地移动与周围的机器人。全局地图用于从起点到终点的路径规划,而局部地图通常用于路径跟踪任务,如路径修正或障碍物躲避。

[左]一个模拟机器人沿着使用全球占用地图规划的路径行进。[右]由机器人的模拟激光雷达扫描创建的以自我为中心的占用图。

还有一个新的例子3D SLAM使用激光雷达点云它展示了如何将3D占用图和姿态图后端与MATLAB中的点云处理功能结合起来。

“导航工具箱”包含基于采样的路径规划器,例如混合一个*而且快速探索随机树(RRT).不像概率路线图(PRM)这些新的计划程序能够处理以前版本中已经存在的计划程序非完整约束-简单地说,他们可以对与实际系统约束一致的运动进行采样,例如类似汽车的机器人的最小转弯半径,或多连杆机器人的无碰撞配置。

[左]使用RRT*对具有有限转弯半径的类车车辆进行路径规划。[右]混合动力A*计划一个类似汽车的自动停车机动车辆

关于Navigation Toolbox一个令人兴奋的事情(对我来说)是,它的路径规划基础设施是为初学者和开发人员设计的。虽然会有一些针对常见问题的内置实用程序(比如2D类车车辆的路径规划),但整个状态空间、状态验证器和规划器集都是可定制的。这里包含了一些示例来演示这一点,例如著名的“钢琴搬运工问题”的变奏而且基于RRT的碰撞感知机械手运动规划

了解更多关于导航工具箱下面。

ROS的连接

与ROS连接和节点部署有关的所有内容现在都打包到新版本中ROS工具箱

主要的更新是ROS工具箱支持ROS和万博1manbetxROS 2!由于ROS 2被设计为支持大多数流行的操作系统,包括Windo万博1manbetxws 10、OS X El Capitan和Ubuntu 16.04和18.04,ROS工具箱直接在所有这些操作系统中使用本机ROS 2库。

您将看到ROS工具箱中包含的一些应用程序示例,包括手语机器人而且自动代泊车.这两个例子都有变体,演示了MATLAB和Simulink使用ROS和ROS 2的工作流程。万博1manbetx

在未来,我们的计划是跟上ROS和ROS 2的长期支持版本,以及充实以MATLAB和Simulink为中心的开发中的万博1manbetx可用功能。万博1manbetx这包括使用ROS包日志文件,通过桌面模拟进行原型设计,并最终生成独立可执行节点的分布式网络,这是部署的支持ROS的系统的通用设计范例。

了解更多关于ROS工具箱下面。

如何了解更多

既然我们已经简要介绍了一些新功能,我们希望您能够在这些新的和更新的工具箱中看到完整的功能列表,并尝试任何相关的示例。要尝试Gazebo cosimulation和ROS 2连接,您可以下载我们新的虚拟机镜像上面已经安装并配置了所有这些工具。

我们也希望收到您的来信。

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如果您有任何问题,您可以随时留言或与我们联系roboticsarena@mathworks.com或在脸谱网

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