Navigation Toolbox

Concevoir, simuler et déployer des algorithmes de planification et de navigation

 

Navigation Toolbox™ propose des algorithmes et des outils d'analyse pour le design 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 avec 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 proposés 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™).

En savoir plus :

Cartographie et localisation

Créez une carte d'occupation de l'environnement avec des 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 avec 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 en utilisant les données des capteurs et une carte de l'environnement.

Estimez la pose de véhicules non holonomes et aériens avec des capteurs inertiels et 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 en utilisant des relevés de capteurs réels ou simulés. Utilisez des cartes égocentriques rapides à interroger et économes 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 comme le RRT (Rapidly-Exploring Random Tree) et le RRT* pour trouver une trajectoire, du point de départ jusqu'au point 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 praticables.

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 grâce à des comparaisons numériques et visuelles.

Métriques pour la validation du franchissement d'obstacles

Suivi et contrôles de trajectoire

Ajustez les algorithmes de contrôle pour assurer le suivi d'une trajectoire planifiée. Calculez les commandes de direction et de vitesse avec des modèles de mouvement du véhicule. Évitez les obstacles avec des algorithmes comme 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 des conditions réelles. Estimez les distances aux objets avec des capteurs de distance et mesurez les mouvements du véhicule avec des capteurs odométriques.

Voir la galerie (3 images)

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

Modèles de capteurs pour les mouvements du véhicule

Simulez les lectures des encodeurs rotatifs et calculez l'odométrie du véhicule

Modèles de capteurs GNSS

Simulez les lectures du récepteur d'un système de positionnement par satellite (GNSS) en utilisant l'objet gnssSensor

Planification de trajectoires basée sur grille A*

Planifiez une trajectoire du point de départ au point arrivée en utilisant l'algorithme A*

Améliorations de trajectoire optimale dans le repère de Frenet

Exploitez les fonctions utilitaires améliorées pour plus de contrôle lors de la génération d'une trajectoire optimale dans un repère de Frenet

SLAM

Implémentez une optimisation robuste du graphe de pose face aux valeurs aberrantes

Réglage des filtres pour capteurs inertiels

Ajustez automatiquement les performances de la fusion de capteurs inertiels pour les filtres INS, IMU et AHRS

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