Navigation Toolbox

 

Navigation Toolbox

Entwerfen, Simulieren und Bereitstellen von Algorithmen zur autonomen Navigation

Die Navigation Toolbox bietet Algorithmen und Analysetools zur Sensor-Modellierung und -Kalibrierung, Bewegungsplanung, simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM) sowie zur Inertialnavigation. Dazu bietet die Toolbox Sensormodelle und Algorithmen zur Lokalisierung. Sie haben damit die Möglichkeit, IMU-, GPS- und Rad-Encoder-Sensordaten zu simulieren und zu visualisieren sowie die Fusionsfilter zur Schätzung von Posen mit mehreren Sensoren einzustellen.

Die Toolbox umfasst eine individuell erstellbare Suche und Sampling-basierte Wegplaner sowie Metriken zur Validierung und zum Vergleich von Wegen. Mithilfe der SLAM Map Builder App können Sie 2D- und 3D-Kartendarstellungen erzeugen, Karten mit SLAM-Algorithmen generieren und die Kartengenerierung interaktiv visualisieren und debuggen.

Referenzbeispiele stehen für Anwendungen in den Bereichen Luftfahrzeuge, automatisiertes Fahren, Robotik und Unterhaltungselektronik zur Verfügung. Sie können Ihre Navigations-Algorithmen testen, indem Sie sie direkt auf der Hardware bereitstellen (mit MATLAB Coder oder Simulink Coder).

Dauer des Videos 1:50
Illustration eines IMU-Sensors mit beschrifteten X-, Y- und Z-Achsen, die die Winkelgeschwindigkeiten um jede Achse darstellen.

IMU-Sensor

Modellieren und stimmen Sie die Parameter von IMU-Sensoren ab, einschließlich der Eigenschaften von Beschleunigungssensoren, Gyroskopen und Magnetometern. Konfigurieren Sie Rauschprofile, Offsets und Drift und führen Sie eine Kalibrierung durch, um reale Einsatzbedingungen abzubilden. Visualisieren Sie Orientierung, Geschwindigkeit, Trajektorien sowie Roh- oder fusionierte Messdaten.​

Posenschätzung mit mehreren Sensoren

Lokalisieren Sie Fahrzeuge mithilfe von Inertialsensoren – mit oder ohne GPS. Optimieren Sie dabei automatisch die Filter, um Fehler bei der Posenschätzung zu minimieren.

GPS/GNSS-Analyse

Integrieren Sie GPS-/GNSS-Sensormodelle in Simulationen. Importieren Sie Satellitennavigations- und Beobachtungsdaten und analysieren Sie Parameter wie Satellitensichtbarkeit und Rauschen.

Erstellen Sie Belegungsraster in 2D und 3D.

Kartendarstellung

Erstellen Sie Belegungsraster in 2D und 3D. Verwenden Sie hierfür Multilayer Maps, um generische Daten, wie beispielsweise Kosten, zu speichern. Mithilfe von kapselbasierten Kollisionsobjekten lassen sich zudem Hindernisse darstellen.​

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)

Implementieren Sie maßgeschneiderte Multisensor-SLAM-Lösungen mithilfe von Pose-Graph- und Faktorgraph-Optimierung. Passen Sie SLAM mit interaktiven Tools individuell an und stellen Sie ROS-Knoten bereit.

3D-Belegungskarte mit farbigen Strukturen und zwei Pfaden, die simulierte und Referenz-Navigationstrajektorien darstellen.

Bewegungsplanung

Finden Sie mithilfe von individuell erstellbaren Sampling-basierten Planern wie RRT und RRT* oder suchbasierten Planern wie A* und Hybrid A* Wege durch diverse 2D- und 3D-Umgebungen .

 Multisensor-Inertialnavigationssysteme.

Luft- und Raumfahrt

Simulieren und stellen Sie fehlerresistente Inertialnavigationssysteme bereit, die mit oder ohne GNSS-/GPS-Positionierung betrieben werden können. Optimieren Sie die Inertialsensorfusion und stellen Sie sie bereit und bewerten Sie den Einfluss von Sensorparametern und Fusionsfiltern.

Automobilindustrie

Planen und iterieren Sie das Planen von Fahrzeugbewegungen auf Basis der Umgebung mithilfe dynamischer Karten, Referenzpfade und fahrzeugspezifischer Bewegungsplaner. Fusionieren Sie Karteninformationen aus mehreren Sensoren.

Fallstudie eines Kunden von Musashi Seimitsu

„Mithilfe von MATLAB und Simulink konzipierten wir einen Prototyp des Motion Controllers und konnten ihn innerhalb eines Monats auf der Hardware testen. Der Lokalisierungsalgorithmus wurde evaluiert und die Herausforderungen anhand von Simulationen aufgezeigt.“

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