Versión MATLAB 2020B lanzada, descargue la versión de prueba y use los registros.

Prefacio: Hace unos díasCuenta pública del programador de puentes PupuAprendí sobre las noticias de la actualización de Matlab 2020b. Tomó unos días solo estar en el sitio web oficial de MathWorks China.No públicoVi el mensaje actualizado. Dado que la versión anterior siempre ha sido MATLAB 2018a, no ha prestado mucha atención a las características actualizadas durante mucho tiempo. Por lo tanto, tomó un día descargar y simplemente probar las herramientas sobre robots en la nueva versión [principalmente Robotics System Toolbox y ROS Toolbox]. ¡Aquí simplemente hacemos un registro de incompetencia, con la esperanza de ayudar a las personas que pueden ayudar!

1. Descargar la versión de prueba MATLAB 2020B

Primero ingrese la página de descarga del sitio web oficial de MathWorks y seleccione solicitar una versión de prueba del software. Si ustedLa escuela o el maestro tiene una licencia, Todo es bueno decir que solo necesitasHaga clic para verificar el permiso del campusY verifique por correo electrónico para descargar la versión no traducida. siSin licenciaSi puede, solo puede elegir descargar la versión de prueba [registre su propia cuenta con un buzón].

Debido a que hay muchos paquetes de productos MATLAB, si todas las descargas ocupan mucho espacio, debe descargar el paquete de productos que necesita descargar de acuerdo con sus necesidades.

Tales como: solo eligerobotPaquete de producto, solicita automáticamente la caja de herramientas que contiene. Si aún desea agregar más cajas de herramientas a la versión de prueba, puede usarAdministrador de recursos adicional, Ingrese la caja de herramientas que desea instalar para agregar la caja de herramientas.

Hecho clicElija y continúeLuego haga clic para descargar el [sistema Windows].

Ejecute el programa de instalación [MATLAB_R2020B_WIN64.EXE]. En este momento, descomprimirá automáticamente el archivo _temp_matlab_r2020b_win64, y luego hará doble clic en Setup.exe, e iniciará sesión en la dirección de correo electrónico [cuenta y contraseña registrada en el sitio web oficial].

elegirAceptar la cláusula del acuerdo de licenciaEntonces, haga clicPróximo paso.elegirPermiso de versión de pruebaHecho clicPróximo paso.

Seleccione la ruta de instalación para la instalación. [Mantenga la red sin obstáculos, espere a la descarga para completar]

Descargar la referencia de la página web:https://ww2.mathworks.cn/downloads/web_downloads/?s_iid=hp_ff_t_downloads

2. Caja de herramientas del sistema de robots (Robotics System Toolbox) Descripción general

Robotics System Toolbox proporciona herramientas y algoritmos para diseñar, simular y probar el brazo robótico, los robots móviles y los robots humanoides.Para armas robóticas y robots humanoides, Esta caja de herramientas contiene formas de formación del uso de rigidbodytreeInspección de colisión、Trayectoria、Deportes positivos e inversosasí comoAlgoritmo dinámico。Para robots móviles, Esta caja de herramientas contieneMAPING, POSICIONO, Planificación de rutas, seguimiento de rutas y control móvilAlgoritmo. La caja de herramientas proporcionaRobots industriales de uso comúnEjemplo de aplicación. Esta caja de herramientas también está disponibleIntroducción, visualización y simulacióndeBiblioteca de modelos de robot industrial comercial. [[[[[RigidBodyTree se puede escribir por código por código, o se puede generar directamente a través del archivo URDF del robot para generar directamente.】

Al combinar el modelo deportivo y el modelo dinámico proporcionado, puede desarrollar prototipos de robot funcionales. Con esta caja de herramientas, tuPuede conectarse directamente al dispositivo de simulación de robot de GazeboVenirSimulación colaborativaSuAplicación de robotEsencia Para verificar su diseño en el hardware, puede conectarse a la plataforma Robot y luego generar e implementar el código (useMATLAB CoderoSimulink Coder）。

2.1. Ejemplo demonio

Hay muchos ejemplos de documentos oficiales de ayuda. Se pueden encontrar ejemplos sobre el diseño del algoritmo de brazo robótico en este enlace https://ww2.mathworks.cn/help/robotics/examples.html?category=manipulators & tid = Crux_topnav. Seleccione un ejemplo, hay código detallado e instrucciones relacionadas en la página web. Si desea ejecutar un cierto ejemplo en MATLAB, puede elegir en la esquina superior derecha de la página webView MATLAB Command, Copie el código correspondiente a la línea de comando MATLAB. Después de hacer clic en Ingrese, saltará automáticamente a la ruta del ejemplo.

Y abrirá el documento de edición de tiempo real correspondiente MLX, haga clic en Ejecutar para ejecutar el robot Visual IIWA en la figura y ejercerá de acuerdo con el programa. [Nota: otros ejemplos pueden ser de la misma maneraVista abiertaasí comoCorrer en Matlab】

Si está familiarizado con este ejemplo, simplemente puede modificarlo sobre la base de este ejemplo.Cálculo de deportes adversosPuedes realizar los brazos robóticos para agarrar y colocar la simulación de objetos.

Por supuesto, el ejemplo del movimiento robótico del brazo anterior está en la versión anterior, y no se considera un objeto en el entorno donde se encuentra el brazo robótico. En la nueva versión, hay ejemplos del último ejemplo de agarrar y colocar (pick-and-place),Pick and Place Using RRT for ManipulatorsEs uno de ellos.

Entrada de línea de comandos de MATLAB: OpenExample Este ejemplo es usar el robot panda para simular y colocar objetos en el entorno. Debido a la existencia de obstáculos, los algoritmos de planificación de ruta pueden requerirPlanificador de árboles aleatorio de exploración rápida (RRT)Esencia PlanificadorExplorar en el espacio conjuntoY no busca ruta de colisión entre diferentes configuraciones robóticas.

Entrada de la línea de comandos de MATLAB: OpenExample ("Robotics/Pickand PlaceworkflowusingRartPlanananamtLabExample"), puede abrir el uso de RRT y StateFlow para lograr una comprensión y colocación robótica. En StateFlow, se puede diseñar y colocar fácilmente en el flujo de trabajo, lo que es casi consistente con el diagrama de flujo en el documento.

Después de ejecutar un documento de edición de tiempo real MLX. La transferencia de estado en StateFlow es consistente con la ejecución del robot en la figura.

2.2. Estilo interactivo manual para rayos robóticos [equivalente a arrastrar la enseñanza]

usarinteractiveRigidBodyTreeRobot móvil de objetos, trayectoria de diseño y reproducción de trayectoria de finalización, soporteForma de árbol rígidoRobot.

Por ejemplo

Puede generar robots interactivos IIWA.

Hay dos formas de interactuar,Anti -sportsEl camino y el caminoMovimiento unilateralEl camino. La parte interactiva puede ser conmutada y controlada por el mouse, o también puede usar el código:

Al interactuar con el objetivo esperado, guarde el código de uso de la configuración del robot: AddConfiguration (IVIZ) para guardarlo en

iviz.StoredConfigurationsmedio. Pasar todos los puntos de almacenamientoFunción de velocidad trapezoidal trapveltrajGenere una trayectoria, el efecto del movimiento después de jugar.

Referencia 1)https://ww2.mathworks.cn/products/robotics.html

（2）https://ww2.mathworks.cn/help/robotics/examples.html?category=index&s_tid=CRUX_lftnav_example_manipulators

3. Descripción general de ROS Toolbox Toolbox

Antes de R2019B, ROS Toolbox o parte de Robotics System Toolbox, la versión R2019B comenzó a usar ROS Toolbox como un producto de caja de herramientas solo. La caja de herramientas ROS es Matlab y Simulink y sistema operativo robótico (Ros y Ros 2) Conectarse entre sí con una interfaz para que puedaCrear una red de nodo ROSEsencia La caja de herramientas contiene varias funciones de MATLAB y el módulo Simulink utilizado para importar, analizar y reproducir datos ROS registrados en el archivo Rosbag. También puede conectarse a la red ROS de tiempo real para acceder a los mensajes ROS.

Esta caja de herramientas te permiteConectar GazeboEspere a que el dispositivo de simulación robótica externa verifique el nodo ROS por simulación de escritorio. Caja de herramientas de ROSAdmite la generación de código C ++(usarSimulink Coder), Conveniente tuGenere automáticamente el nodo ROS del modelo SimulinkY luego desplegar en hardware de simulación o hardware físico. Con la ayuda del modo externo de Simulink, cuando el modelo se ejecuta en el hardware, podrá ver mensajes y cambiar los parámetros.

3.1, descargue el sistema virtual máquina y ROS

Si todavía está instalando el pozo ROS, es posible que desee probar MathWorks para el ROS 2 Dashing y Gazebo que MathWorks le prepara. AdentroROS 2 Dashing，ROS Melodic，GazeboThe Gazebo World Environ de 9.0 y Turtlebot 3. apoyo(Windows, Mac y Linux) Instalación de diferentes plataformas.

Dado que he instalado una máquina virtual [VMware Workstation 15 Player], haga clic directamente enarchiveDescargue el archivo del sistema, el archivo comprimido de 5.25G debe asegurarse de que la red no esté obstruida. Después de completar la descarga, descifra a la ubicación especificada. Haga doble clic para descomprimirros_melodic_dashing_gazebov9.vmxdocumento. Seleccione la máquina virtual en la ventana Pop -Up. Se nombra la máquina virtualROS Melodic Dashing Gazebo v9Estaba en la biblioteca de la lista. [Si no instala una máquina virtual, puede presionar la captura de pantalla a continuación]

Seleccione el nombre de la máquina virtualROS Melodic Dashing Gazebo v9después,Haga clic para reproducir la máquina virtualPuedes abrirlo. Cada icono en el escritorio es un atajo que abre diferentes entornos de cenador, correspondientes a ejemplos en ROS Toolbox.

Referirse a:https://www.mathworks.com/support/product/robotics/ros2-vm-installation-instructions-v3.html

3.2, Captura de PR2 y demostración del caso de colocación

Primero, haga doble clic en el simulador Gazebo PR2 del escritorio de la máquina virtual para abrir el entorno Gazebo que contiene el robot PR2.

Ingrese: OpenExample ("Robotics/PR2ManipulationExample") para abrir el documento de edición de tiempo real, en la línea de comando MATLAB:Código de documento de edición de tiempo realCompañeroiPaddress se cambia a la IP en la esquina superior derecha de su máquina virtual（192.168.60.131A. [Para garantizar que la conexión normal entre el MATLAB y la red ROS de la máquina virtual sea necesaria para apagar el software de firewall y anti -virus]. Después de ejecutar un documento de edición de tiempo real, Matlab estableció primero su red ROS con la máquina virtual. El programa que ejecuta la operación MATLAB es equivalente a un nodo de red ROS.Cálculo de deportes adversosLa comprensión planificada y la colocación de la acción de ejecución, luego pasarServicio al cliente de ROS ActionEnvíe el ángulo de la junta calculado como el comando de trayectoria al robot PR2 en Gazebo.

3.3, Reconocimiento de objetos (YOLO V2), tratamiento de nubes de puntos, Plan de evitación de obstáculos (RRT)

El ejemplo del PR2 anterior no considera el problema de evitar obstáculos del robot, ni ve la sombra del procesamiento visual. Esto se debe a que este ejemplo es un ejemplo en la versión 2018a. Pero en la versión 2020b, el ejemplo 2020A se actualiza sobre la base del flujo de trabajo de selección y lugar en Gazebo usando ROSTratamiento de nubes de puntosyPlanificación de ruta RRTMétodos para implementar la clasificación de objetos. [Las siguientes cifras son ejemplos en 2020a y 2020b, respectivamente]

ilustrar:Use la cámara final del robot en Gazebo para obtener imágenes, y se detecta el modelo de entrenamiento avanzado para detectar componentes reciclables. En general, se obtiene un marco de imagen de la cámara como la posición de la entrada, el tipo de objeto de salida y la posición del sistema de coordenadas de píxeles correspondiente [2D, que es muy conocido. Se convierte al sistema de coordenadas mundiales por coordenadas. Verifique las funciones de comandingDetectParts y CommandClassifyParts], todo el proceso de captura esStateflowControlar la implementación.

ilustrar:A través del escaneo de diferentes secuencias de posición, la nube de puntos capturados utilizará la función PCTransform para convertir de la cámara al sistema de coordenadas mundiales y usará la función PCMERGE para fusionarse en una sola nube. Finalmente, la función PCSEGDIST se divide en nubes puntuales en función de la distancia entre el europeo. El fragmento de nube de puntos producido por esto está codificado en una cuadrícula de colisión (collisionMesh), Para utilizar la planificación de la ruta RRT para capturar y ubicarse sin una ruta de colisión.

3.4, construya su propio entorno ROS RobotalgoritmoDesarrollo y verificación

Además de usar ejemplos de ROS proporcionados por el sitio web oficial, también podemosConstruye tu propio entorno robotEsencia Por ejemplo, después de aprender el ejemplo de seguimiento de trayectoria de seguridad del sitio web oficial, configuré el mismo algoritmo de seguimiento de trayectoria de seguridad en Simulink y verifiqué en el entorno Gazebo a través de la caja de herramientas ROS Toolbox.

ilustrar: Cuando no hay seguimiento de trayectoria de seguridad, el brazo robótico empuja el cuadrado directamente debido a las discapacidades durante la trayectoria esperada.

ilustrar:Junto con el seguimiento de la trayectoria de seguridad, el brazo robótico refleja una cierta conformidad después de que ocurre la colisión sin empujar el cuadrado.

Referencia de algoritmo:https://ww2.mathworks.cn/help/robotics/ug/perform-safe-trajectory-tracking.html

posdata:

Debido a la capacidad personal limitada, aquí hay solo un registro simple de una demostración de simulación de brazo robótico, que no amplía el principio y los detalles. SiSimulación robóticaoSimulación de robot móvilSi está interesado, descargue y use la versión para el aprendizaje sistemático.

(1) Ejemplo de caja de herramientas del sistema de robot:

https://ww2.mathworks.cn/help/robotics/examples.html?s_tid=CRUX_topnav

(2) Ejemplo de ROS Toolbox:

https://ww2.mathworks.cn/help/ros/examples.html?s_tid=CRUX_lftnav_example_index&category=index

(3) Si está interesado en el rápido desarrollo del algoritmo de control MATLAB+ROS, el curso de video de Dong Shen tiene el curso de video de Dong Shen:

https://class.guyuehome.com/detail/p_5f39e38fe4b0dd4d97492948/6

Introducción a las dos cajas de herramientas aquí:

Caja de herramientas del sistema robot:

Introducción al video de la caja de herramientas del sistema de robótica

ROS Toolbox Toolbox:

ROS Toolbox