Navigation Toolbox

Progettazione, simulazione e distribuzione di algoritmi per la pianificazione e la navigazione

 

Navigation Toolbox™ offre algoritmi e strumenti di analisi per progettare sistemi di navigazione e pianificazione di traiettorie. Il toolbox contiene pianificatori di traiettorie sampling-based e algoritmi di ricerca personalizzabili. Contiene anche modelli di sensori e algoritmi per la stima della posa multi-sensore. Sarai in grado di creare rappresentazioni di mappe in 2D e 3D utilizzando i tuoi dati oppure generare mappe tramite gli algoritmi di Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) inclusi nel toolbox. Sono disponibili anche degli esempi di riferimento per applicazioni di robotica e di guida autonoma.

È possibile generare metriche per confrontare l’ottimalità dei percorsi, la regolarità e le prestazioni rispetto a dei benchmark. L’app SLAM Map Builder consente di visualizzare ed eseguire il debug delle mappe in fase di generazione in modo interattivo. Sarai in grado di testare i tuoi algoritmi distribuendoli direttamente sull’hardware (con MATLAB Coder™ o Simulink Coder™).

Inizia ora:

Mappatura e localizzazione

Crea una mappa di occupazione dell’ambiente (occupancy map) usando gli algoritmi SLAM. Usa la stima della posa per localizzare un veicolo.

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM)

Implementa gli algoritmi SLAM con scansioni LIDAR usando l’ottimizzazione dei grafici di posa. Usa l’app SLAM Map Builder per trovare e modificare le chiusure ad anello. Realizza ed esporta la mappa creata sotto forma di griglia di occupazione (occupancy grid).

Generazione di mappe con LIDAR SLAM.

Localizzazione e stima della posa

Applica l’algoritmo di localizzazione Monte Carlo (MCL) per stimare la posizione e l’orientamento di un veicolo usando i dati dei sensori e una mappa dell’ambiente.

Stima la posa di veicoli aerei e non olonomi utilizzando sensori inerziali e GPS. Determina la posa senza GPS eseguendo la fusione di sensori inerziali con altimetri o l’odometria visuale.

La localizzazione Monte Carlo in un ambiente interno. 

Rappresentazione di mappe in 2D e 3D

Crea una griglia di occupazione binaria o probabilistica usando letture di sensori reali o simulate. Usa mappe egocentriche, veloci da interrogare e più efficienti dal punto di vista della memoria.

Visualizzazione della griglia di occupazione in 3D.

Pianificazione di traiettorie

Usa pianificatori di traiettorie estensibili, scegli percorsi ottimali e calcola comandi di manovra per seguire i percorsi.

Pianificazione di percorsi

Usa pianificatori di traiettorie sampling-based, come l’algoritmo Rapidly-Exploring Random Tree (RRT) e RRT*, per individuare un percorso dalle posizioni iniziali a quelle target. Adatta l’interfaccia del pianificatore allo spazio di stato della tua applicazione. Usa le primitive di movimento Dubins e Reeds-Shepp per creare percorsi omogenei e percorribili.

Percorso a partire dall’algoritmo RRT*.

Metriche per la pianificazione di traiettorie

Usa le metriche per convalidare i percorsi in termini di regolarità e assenza di ostacoli. Scegli il percorso migliore tramite confronti numerici e visivi.

Metrica relativa all’assenza di ostacoli sul percorso.

Inseguimento e controlli della traiettoria

Regola gli algoritmi di controllo per seguire un percorso pianificato. Calcola i comandi di manovra e i cambi di velocità usando i modelli di movimento del veicolo. Evita gli ostacoli con gli algoritmi, come l’istogramma del campo vettoriale.

Inseguimento della traiettoria con il controller Pure Pursuit.

Modellazione e simulazione dei sensori

Simula le misurazioni provenienti da unità IMU, ricevitori GPS e sensori di portata in diverse condizioni ambientali.

Modelli di sensori

Modella sensori INS, IMU e GPS. Regola parametri quali la temperatura e il rumore per emulare condizioni reali. Stima le distanze rispetto agli oggetti usando sensori di portata e misura il movimento dei veicoli con sensori odometrici.

Esplora la gallery (3 immagini)

Simulazione del movimento dei sensori

Raffigura graficamente l’orientamento di un veicolo, la sua velocità, le traiettorie e le misurazioni dei sensori. Genera traiettorie per emulare il movimento dei sensori nel mondo. Esporta le traiettorie su simulatori esterni oppure in uno Scenario Designer.

Interpolazione tra velocità e traiettoria di waypoint.

Ultime Novità

Modelli di sensori per il moto dei veicoli

Simulazione delle letture dei sensori degli encoder delle ruote e calcolo dell’odometria del veicolo

Modelli di sensori GNSS

Simulazione delle letture dei ricevitori GNSS (Global Navigation Satellite System) mediante l’uso dell’oggetto gnssSensor

Pianificazione di percorsi A* basati su griglia

Pianificazione di un percorso dalla posizione Start alla posizione Goal tramite l’uso dell’algoritmo A*

Miglioramenti Frenet per il calcolo della traiettoria ottimale

Uso di migliori utility per avere un maggiore controllo nella generazione della traiettoria ottimale nello spazio Frenet

SLAM

Implementazione dell’ottimizzazione del grafico delle pose con solidità rispetto alle anomalie

Tuner dei filtri per i sensori inerziali

Regolazione automatica delle performance di fusione dei sensori inerziali per i filtri INS, IMU e AHRS

Consulta le note della release per ulteriori informazioni su queste caratteristiche e sulle funzioni corrispondenti.