Robotics System Toolbox 入門

ロボティクスアプリケーションの設計、シミュレーション、テストおよび展開

Robotics System Toolbox™ は、マニピュレーターとモバイルロボットアプリケーションの設計、シミュレーション、テスト、展開を行うためのツールとアルゴリズムを提供します。マニピュレーター用として、このツールボックスには衝突チェック、パス計画、軌跡生成、順運動学と逆運動学、および剛体ツリー表現を使用したダイナミクスのためのアルゴリズムが含まれています。モバイルロボット用には、マッピング、位置推定、パス計画、パス追従およびモーション制御のためのアルゴリズムが含まれています。ツールボックスでは、テストシナリオを作成し、提供されている参考例を使用して一般的な産業用ロボットアプリケーションを検証できます。また、インポート、可視化、シミュレーション、およびリファレンスアプリケーションでの使用が可能な市販の産業用ロボットモデルのライブラリも含まれています。

提供されている運動学モデルと動的モデルを組み合わせることによって、機能的なロボットのプロトタイプを開発できます。ツールボックスを使用すると、Gazebo ロボティクスシミュレーターに直接接続してロボットアプリケーションのコシミュレーションを行うことができます。設計をハードウェア上で検証するには、Kinova Gen3 および Universal Robots UR シリーズロボットなどのロボティクスプラットフォームに接続し、コードを生成して展開します (MATLAB^® Coder™ または Simulink^® Coder を使用)。

チュートリアル

ロボットの段階的な構築

この例では、ロボットの構築プロセスを段階的に説明し、さまざまなロボットコンポーネントと、ロボット構築で関数を呼び出す方法を示します。
逆運動学を使用した 2 次元パスのトレース

単純な 2 次元マニピュレーターの逆運動学の計算
粒子フィルターを使用した自動車型ロボットの追跡

粒子フィルターは、サンプリングベースの再帰ベイズ推定アルゴリズムであり、stateEstimatorPF オブジェクトに実装されています。
差動駆動型ロボットのパス追従

この例では、ロボットシミュレーターを使用して、目的のパスに従うようにロボットを制御する方法を説明します。
逆運動学による軌跡制御モデリング

この Simulink の例では、指定された軌跡に沿って Inverse Kinematics ブロックがマニピュレーターを駆動する方法を示します。

ロボティクスシステムについて

Robotics System Toolbox の標準単位

Robotics System Toolbox で使用されている標準単位のリスト。
剛体ツリーロボットモデル

剛体ツリーロボットモデルの構造と固有コンポーネントを確認する。
ロボットダイナミクス

このトピックでは、剛体ロボットダイナミクスのさまざまな要素、プロパティ、方程式について詳しく説明します。
Accelerate Robotics Algorithms with Code Generation

You can generate code for select Robotics System Toolbox algorithms to speed up their execution. Set up the algorithm that supports code generation as a separate function that you can insert into your workflow. To use code generation, you must have a MATLAB Coder license. For a list of code generation support in Robotics System Toolbox, see Functions Supporting Code Generation.

注目の例

Pick-and-Place Workflow Using RRT Planner and Stateflow for MATLAB

Setup an end-to-end pick-and-place workflow for a robotic manipulator like the KINOVA® Gen3.

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Pick-and-Place Workflow in Gazebo Using Point-Cloud Processing and RRT Path Planning

Setup an end-to-end pick and place workflow for a robotic manipulator like the KINOVA® Gen3.

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Gazebo での ROS を使用したピックアンドプレースワークフロー

この例では、KINOVA® Gen3 などのロボットマニピュレーター用にエンドツーエンドのピックアンドプレースワークフローを設定し、Gazebo 物理シミュレーターでロボットをシミュレートする方法を説明します。

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倉庫ロボットのタスクの実行

この例では、指定されたマップ上の 3 点の位置間で、モバイルロボット用の障害物のないパスを実行する方法を説明します。ロボットは倉庫内にある充電ステーション、荷積みステーション、荷降ろしステーションの 3 か所を訪れる必要があります。これらの位置の訪問順序はスケジューラによって決定されます。スケジューラは、各ロボットのナビゲート先のゴール姿勢を指定します。ロボットはパスを計画し、Pure Pursuit コントローラーを使用して、ロボットの現在姿勢に基づきウェイポイントを追従します。Differential Drive Kinematic Model ブロックは簡略化された運動学をモデル化し、Pure Pursuit コントローラーから線形速度と角速度を受け取ります。この例は、Simulink での差動駆動型ロボットのパスの計画の例に基づいています。

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複数の倉庫ロボットの制御とシミュレーション

この例では、倉庫施設や配送センターで作業する複数のロボットの制御とシミュレーションを行う方法を説明します。ロボットは施設内を走行してパッケージをピックし、保管または加工のためにステーションに搬送します。この例は、同じ施設内で 1 台のロボットを駆動する倉庫ロボットのタスクの実行の例に基づいています。

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倉庫内での A* パス計画と障害物回避

この例は、Gazebo を使用した倉庫内でのモバイルロボットのシミュレーションの例の拡張です。例では、障害物を回避するために A* プランナーで PRM パスプランナーを変更し、Vector Field Histogram (VFH) アルゴリズムを追加することを説明します。

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Design and Simulate Warehouse Pick-and-Place Application Using Mobile Manipulator in Simulink and Gazebo

Set up an end-to-end, pick-and-place workflow for a mobile manipulator like the KINOVA® Gen3 on a Husky® mobile robot, in Simulink®.

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Plan Manipulator Path for Dispensing Task Using Inverse Kinematics Designer

Design a robotic manipulator path for a dispensing task. A successful path consists of a sequence of collision-free waypoints that are designed and verified in the Inverse Kinematics Designer app. Create waypoints for an adhesive dispensing task, in which the robot picks up two adhesive strips, applies glue, and then applies the strips to a box.

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