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機器人和自主系統的應用發展

MATLAB® & Simulink® 於機器人和自主系統的應用發展 從感知到運動 自主應用程式的開發及系統級行為的最佳化

機器人研究員和工程師透過MATLAB和Simulink進行自主系統的設計、模擬和驗證,包括感知到運動層面。

  • 對機器人系統進行建模,如感測器雜訊和馬達振動等等細節。
  • 模擬具備精確的運動學、動力學和接觸特性的機器人系統。
  • 設計和優化高階自主決策和低階控制。
  • 透過完善維護的演算法庫合成和分析感測器數據。
  • 逐步驗證機器人設計或演算法,從模擬到硬體迴圈(HIL)測試。
  • 透過ROS將演算法部署到機器人或直接部署到微控制器、FPGA、PLC和GPU。

設計硬體平台

建立自動駕駛汽車、無人機和機械手臂的3D物理模型或機電模型,用於控制演算法模擬、最佳化和強化學習。

  • 匯入URDF檔案或CAD軟體現有的3D模型。
  • 實作動力學、接觸力、液壓和氣壓使模型具備物理上的準確性。
  • 透過加入電路圖層完成數位分身的建立。
感知與定位

處理感測器數據

使用MATLAB和Simulink中強大的工具箱實現感測器資料處理演算法。

  • 透過ROS、序列埠和其他類型的協定連接到感測器。
  • 視覺化攝影機、聲納、光達、GPS和IMU的數據。自動執行常見的感測器處理任務,例如感測器融合、濾波、幾何轉換、分割和校準。
感知環境

感知環境

使用內建互動式MATLAB應用程式來實現物件偵測和追蹤、定位和製圖演算法。

  • 試驗並評估用於影像分類、迴歸和特徵檢測的神經網路。
  • 自動將演算法轉換為C/C++、定點、HDL或CUDA®程式碼,以便部署至硬體。

規劃與決策

使用持續維護的演算法庫,為機器人實現2D或3D路徑規劃,不論是點質量模型,或具備運動學與動力學限制的系統。使用Stateflow®執行任務規劃,定義即時決策所需的條件與動作。

與平台和目標硬體進行溝通

與平台和目標硬體進行溝通

將自主演算法部署到ROS的系統和微控制器,例如Arduino™和Raspberry Pi™。透過 CAN、EtherCAT™、802.11™、TCP/IP、UDP、I2C、SPI、MODBUS™和藍牙™等協定與嵌入式目標硬體進行通訊。