Navigation Toolbox

Concevez, simulez et déployez des algorithmes de planification et de navigation

 

Navigation Toolbox™ propose des algorithmes et des outils d'analyse pour la conception de systèmes de planification du mouvement et de navigation. La toolbox contient des algorithmes échantillonnés personnalisables de recherche et de planification de trajectoires. Elle contient également des modèles de capteurs et des algorithmes pour une estimation multicapteurs de la pose. Vous pouvez créer des représentations cartographiques 2D et 3D à l'aide de vos propres données ou générer des cartes avec les algorithmes de localisation et de cartographie simultanées (SLAM) inclus dans la toolbox. Des exemples de référence sont fournis pour les applications de conduite autonome et de robotique.

Vous pouvez générer des métriques de comparaison pour les tests d'optimalité, de fluidité et de performance des trajectoires. L'application SLAM Map Builder vous permet de visualiser et de déboguer de manière interactive la génération de cartes. Vous pouvez tester vos algorithmes en les déployant directement sur le hardware (avec MATLAB Coder™ ou Simulink Coder™).

Commencer :

Cartographie et localisation

Créez une carte d'occupation de l'environnement à l'aide d'algorithmes SLAM. Utilisez l'estimation de la pose pour localiser un véhicule.

Localisation et cartographie simultanées (SLAM)

Implémentez des algorithmes SLAM avec des scans lidar en utilisant l'optimisation du graphe de pose. Utilisez l'application SLAM Map Builder pour trouver et modifier les bouclages. Générez et exportez la carte résultante sous forme de grille d'occupation.

Génération de cartes à l'aide d'un SLAM lidar.

Localisation et estimation de la pose

Appliquez la localisation Monte Carlo (MCL) pour estimer la position et l'orientation d'un véhicule à l'aide des données de capteurs et d'une carte de l'environnement.

Estimez la pose des véhicules non holonomes et aériens à l'aide de capteurs inertiels et d'un GPS. Déterminez la pose sans GPS en fusionnant des capteurs inertiels avec des altimètres ou une odométrie visuelle.

Localisation Monte Carlo dans un environnement intérieur. 

Représentations cartographiques 2D et 3D

Créez une grille d'occupation binaire ou probabiliste à l'aide de relevés de capteurs réels ou simulés. Utilisez des cartes égocentriques rapides à interroger et économiques en mémoire.

Visualisation de la grille d'occupation 3D.

Planification du mouvement

Utilisez des planificateurs de trajectoires extensibles, choisissez les trajectoires optimales et calculez les commandes de direction pour le suivi des trajectoires.

Planification de trajectoires

Utilisez des planificateurs de trajectoires échantillonnés tels que RRT (Rapidly-Exploring Random Tree) et RRT* pour trouver une trajectoire, du point de départ jusqu'au point d'arrivée. Adaptez l’interface du planificateur à la représentation d’état de votre application. Utilisez les primitives de mouvement Dubins et Reeds-Shepp pour créer des trajectoires fluides et pouvant être empruntées.

Trajectoire de l'algorithme RRT*.

Métriques pour la planification de trajectoires

Utilisez des métriques pour valider les trajectoires du point de vue de leur fluidité et du franchissement d'obstacles. Choisissez la meilleure trajectoire à l'aide de comparaisons numériques et visuelles.

Métrique pour la validation du franchissement d'obstacles

Suivi et contrôles de trajectoire

Réglez les algorithmes de contrôle pour assurer le suivi d'une trajectoire planifiée. Calculez les commandes de direction et de vitesse à l'aide de modèles de mouvement du véhicule. Évitez les obstacles avec des algorithmes tels que l'histogramme VFH (Vector Field Histogram).

Suivi de trajectoire avec le contrôleur Pure Pursuit.

Modélisation et simulation de capteurs

Simulez des mesures d'IMU, de récepteurs GPS et de capteurs de distance dans diverses conditions environnementales.

Modèles de capteurs

Modélisez des capteurs IMU, GPS et INS. Réglez les paramètres tels que la température et le bruit pour émuler les conditions réelles. Estimez les distances aux objets à l'aide de capteurs de distance et mesurez les mouvements du véhicule avec des capteurs odométriques.

Modèle IMU et GPS.

Simulation du mouvement des capteurs

Tracez l'orientation, la vitesse, les trajectoires et les mesures des capteurs d'un véhicule. Générez des trajectoires pour émuler des capteurs parcourant le monde réel. Exportez les trajectoires vers des simulateurs externes ou un concepteur de scénario.

Interpolation de la trajectoire et de la vitesse pour les points de passage.

Nouveautés

Localisation et cartographie simultanées (SLAM)

Créez des cartes d'occupation 2D et 3D avec des algorithmes SLAM et des données de scans LIDAR.

Application SLAM Map Builder

Modifiez les bouclages de manière interactive et ajustez les cartes dans leur ensemble à l'aide d'algorithmes SLAM.

Estimation de la pose

Estimez précisément les poses d'un véhicule à l'aide de capteurs IMU et GPS et de la localisation Monte Carlo.

Planificateurs de trajectoires échantillonnés et personnalisables

Planifiez une trajectoire, du point de départ au point d'arrivée, en utilisant des algorithmes RRT et RRT*.

Métriques de planification de trajectoires

Utilisez des métriques pour vérifier et comparer les résultats des planificateurs de trajectoires.

Modèles de capteurs

Utilisez des modèles simulés pour des capteurs IMU, GPS et des capteurs de distance.

Algorithmes de suivi de trajectoires et de points de passage

Utilisez des algorithmes intégrés afin de générer des trajectoires et des commandes de contrôle pour des robots.

Consultez les notes de version pour en savoir plus sur ces fonctionnalités et les fonctions correspondantes.

Vous avez des questions ?

Contactez Mihir, expert technique de Navigation Toolbox

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