Navigation Toolbox

Diseñe, simule y despliegue algoritmos para la planificación y la navegación

 

Navigation Toolbox™ proporciona algoritmos y herramientas de análisis para diseñar sistemas de navegación y planificación del movimiento. Esta toolbox contiene planificadores de trayectorias basados en muestreo y búsqueda personalizable. También contiene modelos de sensores y algoritmos para la estimación de la posición con varios sensores. Puede crear representaciones de mapas 2D y 3D utilizando sus propios datos o generar mapas mediante los algoritmos de localización y mapeo simultáneos (SLAM) incluidos en la toolbox. Se proporcionan ejemplos de referencia para aplicaciones de conducción autónoma y robótica.

Puede generar métricas para comparar pruebas de referencia sobre la optimalidad, la fluidez y el rendimiento de la trayectoria. La app SLAM Map Builder permite visualizar y depurar interactivamente la generación de mapas. Puede probar sus algoritmos desplegándolos directamente en hardware (con MATLAB Coder™ o Simulink Coder™).

Comience:

Mapeo y localización

Cree un mapa de ocupación del entorno usando algoritmos SLAM. Utilice la estimación de la posición para localizar un vehículo.

Localización y mapeo simultáneos (SLAM)

Implemente algoritmos SLAM con barridos de LiDAR mediante la optimización de gráficas de posición. Utilice la app SLAM Map Builder para encontrar y modificar cierres de lazo. Cree y exporte el mapa resultante como una rejilla de ocupación.

Generación de un mapa con SLAM de LiDAR.

Localización y estimación de la posición

Aplique la localización Montecarlo (MCL) para estimar la posición y la orientación de un vehículo utilizando datos de sensores y un mapa del entorno.

Estime la posición de vehículos aéreos no holonómicos mediante sensores inerciales y GPS. Determine la posición sin GPS mediante la fusión de sensores inerciales con altímetros u odometría visual.

Localización Montecarlo en un entorno interior. 

Representaciones de mapas 2D y 3D

Cree una rejilla de ocupación binaria o probabilística utilizando lecturas de sensores reales o simuladas. Utilice mapas egocéntricos rápidos de consultar y eficientes en memoria.

Visualización de una rejilla de ocupación 3D.

Planificación del movimiento

Utilice planificadores de trayectorias ampliables, elija las trayectorias óptimas y calcule los comandos de dirección para el seguimiento de trayectorias.

Planificación de trayectorias

Utilice planificadores de trayectorias basados en muestreo, tales como RRT (Rapidly-Exploring Random Tree) y RRT*, para encontrar una trayectoria desde la ubicación inicial a la final. Adapte la interfaz del planificador al espacio de estados de su aplicación. Utilice primitivas de movimiento de Dubins y Reeds-Shepp para crear trayectorias fluidas y transitables.

Trayectoria a partir del algoritmo RRT*.

Métricas para la planificación de trayectorias

Utilice métricas para validar las trayectorias en cuanto a fluidez y salvado de obstáculos. Elija la mejor trayectoria utilizando comparaciones numéricas y visuales.

Métrica de salvado de obstáculos en la trayectoria.

Seguimiento y sistemas de control de trayectorias

Ajuste los algoritmos de sistemas de control para seguir una trayectoria planificada. Calcule los comandos de dirección y velocidad usando modelos de movimiento del vehículo. Evite obstáculos con algoritmos tales como el histograma de campo vectorial.

Seguimiento de trayectoria mediante el controlador Pure Pursuit.

Modelado y simulación de sensores

Simule mediciones de IMU, receptores de GPS y sensores de alcance con diversas condiciones ambientales.

Modelos de sensores

Modele sensores de IMU, GPS e INS. Ajuste parámetros tales como la temperatura y el ruido para emular las condiciones del mundo real. Estime las distancias a los objetos usando sensores de alcance y mida el movimiento del vehículo con sensores de odometría.

Explore la galería (3 imágenes)

Simulación del movimiento de sensores

Represente de forma gráfica la orientación, la velocidad, las trayectorias y las mediciones de los sensores de un vehículo. Genere trayectorias para emular sensores que viajan por el mundo. Exporte trayectorias a simuladores externos o a un diseñador de escenarios.

Trayectoria de waypoints e interpolación de velocidad.

Nuevas funcionalidades

Modelos de sensores para el movimiento de vehículos

Simule las lecturas del sensor del codificador de ruedas y calcule la odometría del vehículo.

Modelos de sensores de GNSS

Simule lecturas de receptores del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) utilizando el objeto gnssSensor.

Planificación de trayectorias A* basada en cuadrícula

Planifique una trayectoria de la ubicación inicial a la final mediante el algoritmo A*.

Mejoras de Frenet para trayectorias óptimas

Mejoras en` utilidades para lograr un mayor control en la generación de una trayectoria óptima en el espacio de Frenet.

SLAM

Implemente la optimización de gráficas de posiciones con robustez frente a los valores atípicos.

Ajuste de filtros para sensores inerciales

Ajuste de forma automática el rendimiento de la fusión de sensores inerciales para filtros INS, IMU y AHRS.

Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.