MATLAB e Simulink
per la Robotica

Converti le tue idee e i tuoi concetti di robotica in sistemi autonomi che operano senza problemi in ambienti reali.

 

Robotics researchers and engineers use MATLAB® and Simulink® to design, simulate, and verify every aspect of autonomous systems, from perception to motion.

  • Model robotic systems down to the finest details such as sensor noise and motor vibration.
  • Simulate robotic systems with accurate kinematics, dynamics, and contact properties.
  • Design and optimize both high-level autonomy and low-level control.
  • Synthesize and analyze sensor data with a maintained library of algorithms.
  • Verify robot design or algorithm gradually, from simulation to hardware-in-the-loop (HIL) test.
  • Deploy algorithms to robots via ROS or directly to microcontrollers, FPGAs, PLCs, and GPUs. 

“Model-Based Design and automatic code generation enable us to cope with the complexity of Agile Justin’s 53 degrees of freedom. Without Model-Based Design it would have been impossible to build the controllers for such a complex robotic system with hard real-time performance.”

Berthold Bäuml, German Aerospace Center (DLR)

Customer Success

Progettazione della piattaforma hardware

Progetta e analizza meccaniche a corpo rigido 3D (quali piattaforme di veicoli e bracci di manipolazione) e dinamiche dell’attuatore (ad esempio, meccatronica o sistemi fluidi). È possibile lavorare direttamente con file CAD esistenti importando file URDF direttamente su Simulink o da software CAD quali SolidWorks e Onshape. Aggiungi vincoli, ad esempio l’attrito, e modella sistemi multi-dominio con componenti elettriche, idrauliche, pneumatiche o di altro tipo. Una volta in funzione, riutilizzare i modelli di progettazione come gemelli digitali.


Acquisizione dati dei sensori

Puoi collegarti ai sensori tramite ROS. Sensori specifici, quali fotocamere, LiDAR e IMU, hanno messaggi ROS che possono essere convertiti in tipi di dati MATLAB per l’analisi e la visualizzazione.

È possibile automatizzare i flussi di lavoro per l’elaborazione di sensori comuni, ad esempio l’importazione e l' elaborazione in batch di grandi insiemi di dati, calibrazione di sensori, riduzione dei disturbi, trasformazione geometrica, segmentazione e registrazione.


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Percezione dell’ambiente

Le applicazioni integrate di MATLAB ti consentono di svolgere in modo interattivo la rilevazione di oggetti e il tracciamento, la stima del movimento, l’elaborazione 3D point cloud, e la fusione di sensori. Utilizza il deep learning per la classificazione delle immagini, la regressione, e l’apprendimento di feature utilizzando reti neurali convoluzionali (CNN).

Converti automaticamente i tuoi algoritmi in codice C/C++, a virgola fissa, HDL o CUDA.


Pianificazione e processo decisionale

Crea una mappa dell’ambiente utilizzando i dati del sensore LiDAR tramite Implementazione di Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) con MATLAB (2:23).
Naviga in ambienti vincolati progettando algoritmi per la pianificazione di percorsi e movimenti. Utilizza i pianificatori di percorso per calcolare un percorso senza ostacoli in qualsiasi mappa fornita.

Progetta algoritmi che consentono al tuo robot di prendere decisioni quando affronta incertezze e svolgere operazioni sicure in ambiente collaborativo. Implementa macchine a stati per definire le condizioni e le azioni necessarie per il processo decisionale.


Progettazione di sistemi di controllo

È possibile utilizzare algoritmi e applicazioni per analizzare in modo sistematico, progettare e visualizzare il comportamento di sistemi complessi in domini di tempo e frequenza.

Regola automaticamente i parametri del compensatore utilizzando tecniche interattive come il Bode loop shaping e il metodo Root Locus. È possibile regolare controllori gain-scheduled e specificare più obiettivi di regolazione, come l’inseguimento del segnale di riferimento, la reiezione dei disturbi e i margini di stabilità.

La generazione di codice e la tracciabilità dei requisiti ti aiutano a convalidare il tuo sistema e a certificarne la conformità.


Comunicazione con altre piattaforme e target

Comunica con target embedded usando diversi protocolli tra cui CAN, EtherCAT, e 802.11. Utilizza ildigitale, RF e altre tecnologie wireless per il collegamento ad hardware che supporta protocolli seriali TCP/IP, UDP, I2C, SPI, MODBUS e Bluetooth.


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“With MATLAB and Simulink we can use a single environment for control algorithm development, debugging, data analysis, and more—instead of switching between multiple tools. That integration reduces overall project development time and the chances of introducing errors.”

Dr. John Wen, Rensselaer Polytechnic Institute

I ricercatori e gli ingegneri che operano nel campo della Robotica utilizzano MATLAB e Simulink per progettare e ottimizzare algoritmi, modellare sistemi reali, e generare automaticamente codice – tutto da un solo ambiente software.

Con MATLAB e Simulink, è possibile:

  • Collegare e controllare il tuo robot con gli algoritmi che hai sviluppato
  • Sviluppare algoritmi indipendenti rispetto all’hardware e collegarsi al Sistema operativo del robot (ROS)
  • Collegarsi ad una vasta gamma di sensori e attuatori così da poter inviare segnali di controllo o analizzare diversi tipi di dati
  • Eliminare la codifica manuale generando automaticamente codice per embedded target come microcontrollori, FPGA, PLC e GPU in molte lingue quali C/C++, VHDL/Verilog, testo strutturato e CUDA
  • Collegarsi con hardware low cost quali Arduino e Raspberry Pi usando i pacchetti di supporto hardware pre-integrati
  • Semplificare le revisioni progettuali creando codice e applicazioni condivisibili
  • Lavorare con codice preesistente e integrare con sistemi di robotica esistenti

“Con MATLAB e Simulink puoi usare un singolo ambiente per controllare lo sviluppo di algoritmi, il debugging, l’analisi dei dati e altro ancora – anziché passare da uno strumento all’altro. Questa integrazione riduce le tempistiche di sviluppo del progetto complessive e la possibilità di introdurre errori.”

Dr. John Wen, Rensselaer Polytechnic Institute

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