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如何用MATLAB和SIMULINK開發(fā)自動駕駛系統(tǒng)

2022/03/18
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閱讀需 6 分鐘
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利用 MATLAB、Simulink和 RoadRunner,工程師能夠深入了解真實世界的行為、減少車輛測試并驗證嵌入式軟件的功能,從而推進自動駕駛感知、規(guī)劃和控制系統(tǒng)的設計。借助 MATLAB 和 Simulink,能夠:

訪問、可視化和標注數(shù)據(jù)

仿真駕駛場景

設計規(guī)劃和控制算法

設計感知算法

使用代碼生成部署算法

集成和測試

可以使用適用于 CAN 和 ROS 的 MATLAB 接口訪問實時和記錄的駕駛數(shù)據(jù)。使用內置工具,還可以可視化和標注導入的數(shù)據(jù)。例如,真值標注器界面能夠可視化信號,并支持以交互方式標注多個信號,也可以自動標注這些信號,并將標注的數(shù)據(jù)導出到工作區(qū)。

要訪問和可視化地理地圖數(shù)據(jù),可以使用 HERE 高清實時地圖和 OpenStreetMap。

可以將立方體以及虛幻引擎 (Unreal Engine) 仿真環(huán)境與 MATLAB 結合使用,在虛擬場景中開發(fā)和測試算法。

立方體環(huán)境將交通參與者表示為簡單圖形,并使用概率傳感器模型??梢詫⒋谁h(huán)境用于控制、傳感器融合和運動規(guī)劃。

使用虛幻引擎環(huán)境,可以為感知和立方體環(huán)境用例開發(fā)算法。RoadRunner 支持設計可在仿真器中使用的場景,包括 CARLA、Vires VTD 和 NVIDIA Drive Sim,以及 MATLAB 和 Simulink。RoadRunner 還支持導出為行業(yè)標準文件格式,如 FBX 和 OpenDRIVE。

RoadRunner 是一個交互式編輯器,可用于針對自動駕駛系統(tǒng)仿真和測試設計三維場景??梢詣?chuàng)建區(qū)域特定的道路標志和標記以自定義道路場景??梢圆迦霕酥?、信號、護欄和道路損壞,以及綠化、建筑物和其他三維模型。RoadRunner 還提供工具,用于設置和配置交叉路口處的交通信號配時、相位和行車路徑。

RoadRunner 支持激光雷達點云、航拍圖像和 GIS 數(shù)據(jù)的可視化。您可以使用 OpenDRIVE 導入和導出道路網(wǎng)絡。使用 RoadRunner 構建的三維場景可導出為 FBX、glTF、OpenFlight、OpenSceneGraph、OBJ 和 USD 格式。導出的場景可在自動駕駛仿真器和游戲引擎中使用,包括 CARLA、Vires VTD、NVIDIA DRIVE Sim、百度 Apollo、Cognata, Unity、和虛幻引擎 (Unreal Engine)。

借助 RoadRunner Asset Library,可以使用多種逼真且視覺一致的三維模型快速填充三維場景。 RoadRunner Scene Builder 支持自動從高清地圖生成三維道路模型。

使用 MATLAB 和 Simulink,可以開發(fā)路徑規(guī)劃和控制算法。可以使用橫向和縱向控制器設計車輛控制系統(tǒng),使自主駕駛車輛能夠遵循規(guī)劃的軌跡。

還可以使用傳感器模型和車輛動力學模型,在二維和三維仿真環(huán)境中合成式地測試的算法。

可以使用來自相機、激光雷達和雷達的數(shù)據(jù)開發(fā)感知算法。感知算法包括檢測、跟蹤和定位,可用于自動制動、轉向、地圖構建和里程計等應用。

使用 MATLAB和 Simulink可幫深入了解圖像和視頻數(shù)據(jù),開發(fā)算法,并探尋具體實施時的權衡取舍。

使用一套全方位的圖像處理、計算機視覺和深度學習的參照標準算法來設計視覺解決方案。

通過可互操作的 API 和集成工具與使用 OpenCV、Python 和 C/C++的團隊協(xié)作。

使用工作流程應用程序自動執(zhí)行常規(guī)任務并加快算法探索。

加速NVIDIA GPU、云和數(shù)據(jù)中心資源上的算法,而無需專業(yè)的編程或 IT 知識。

將算法部署到嵌入式設備,包括 NVIDIA GPU、Intel 處理器、 FPGA 以及基于 ARM 的嵌入式處理器。

使用 MATLAB,可以開發(fā)用于傳感器融合、同步定位與地圖構建 (SLAM)、地圖構建和里程計的算法。

可以使用代碼生成工作流將感知、規(guī)劃和控制算法部署到硬件。支持的代碼生成語言包括 C、C++、CUDA、Verilog 和 VHDL。

還可以將算法部署到面向服務的架構中,如 ROS 和 AUTOSAR。

使用自動生成的代碼,可以將傳感器與其他 ECU 組件連接。支持多種部署目標,包括 NVIDIA、Intel、ARM等品牌硬件。

可以集成并測試感知、規(guī)劃和控制系統(tǒng)。使用 Requirements Toolbox,可以捕獲和管理設計需求。也可以使用 Simulink Test以并行方式運行和自動化測試用例。

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智能駕駛行業(yè)從業(yè)者,專注于整車仿真與智能駕駛開發(fā)。B站個人主頁: https://space.bilibili.com/407007820/