?01

MATLAB的重要性

為什么要強調MATLAB的重要性？

不管是在學術界還是工業界，MATLAB無論從應用廣度，及受眾滿意度得分都非常高，究其原因，無外乎以下幾點：

簡單上手，誰用誰知道。

在學術界，并非每個人都是計算類專業出身，當計算機編程語言學習的不多，但又需要處理科學研究中的大量實驗數據時，使用其他編程語言就相對較為困難。

這時，不同于其他需要編寫底層邏輯語言，且編程邏輯與人們進行計算的思路和表達方式都大體相同的MATLAB就顯得額外親切。

這對于非計算機類的朋友而言，是十分友善的存在。

業內流傳已久的捷徑黑科技MATLAB已經成為本科、碩博士，必須使用的研究工具之一。

而在工業界，如果你是工程師，在工程應用這一塊，就更廣了，機器人、通信、嵌入式、圖像處理等功能應有盡有。????

有朋友用MATLAB寫了一個爬蟲的程序，獲取了智聯招聘平臺上關于MATLAB的四千多條招聘信息，獲取關鍵詞如下圖：

薪資待遇呢？

MATLAB簡單易學，降低用戶的數學基礎和計算機編程語言的要求，具有友好的工作平臺和編程環境，涵蓋了近600個工程中需要用到數學處理函數，強大的計算機數據處理能力。用來做大數據處理，建模仿真等。

開掛仿真+多硬件平臺支持

除開MATLAB編程，還有一個還有“變態”般存在的Simulink工具箱。

拖出我們需要的功能模塊，按照個人需求連接各個模塊，設置好參數，無需編程，即可快速搭建各個系統模型。

當然，這些都是一些程序軟件上的，還有一個更有趣的，MATLAB的硬件支持包MATLAB/Simulink Support Package！

更是讓人沖上云霄。

如上圖所示，這就意味著，我們可以在MATLAB中配置好Simulink仿真模型，然后結合MATLAB中的STM32芯片的器件支持包，通過STM32CubeMX的聯用，實現了芯片配置，最后轉換為完整的C代碼文件。

?02

MATLAB在機器人中的應用

近年AI（人工智能）技術、機器人技術飛速發展，MATLAB怎么能落伍。為了給用戶提供多維度的技術提升，今年MATLAB R2020a上線升級多多功能。

增加了人工智能，深度學習，機器人控制和規劃等的工具箱，其中包括機器人運動控制，路徑規劃，感知，SLAM等等方面的工具。就我個人而言，本職是做機器人控制這一塊的。

在機器人應用這塊，MATLAB對于初學者更是十分友好，提供了足夠多的工具箱。不管是運動控制還是路徑規劃。

亦或是視覺SLAM等等。而在機器人控制中，路徑規劃是機器人完成各種任務的基礎，一直也是業界研究的熱點，之前版本的MATLAB也有相關的涉及。

非常喜聞樂見的是，最近發布的MATLAB R2020a在這塊也有新的突破：添加了多個路徑規劃函數，可供用戶直接進行調用，修改系統的一些控制參數即可完成路徑規劃系統的搭建，快速完成實驗仿真或工業設計。

?03??

關于機器人運動規劃

在路徑規劃的研究上，學術界研究人員提出了許多規劃方法：如人工勢場法、單元分解法、隨機路標圖（PRM）法、快速搜索樹（RRT）法等。

機器人運動規劃的基本任務可以描述為：從開始位置到目標位置的運動。

這一任務通常涉及到兩項基本問題：

1、如何躲避構型空間中出現的障礙物（幾何路徑規劃）

2、如何滿足機器人本身在機械、傳感方面的速度、加速度等限制（不確定性、反饋、微分約束等）

其中，基于抽樣的運動規劃算法是用于解決第1個問題的重要方法，其核心思想為：先對機器人的單個構型進行碰撞檢測，建立無碰撞構型的數據庫，再對不同的構型進行采樣以生成無碰撞路徑。

該算法的優點在于具有通用性，只需要針對不同的機器人運動規劃問題進行合理的參數調整。

該算法的缺點在于完備性較弱，即當參數設置不合理時，即使存在可行的路徑，也不一定能夠找到。

典型的抽樣規劃方法有綜合查詢方法和單一查詢方法兩類。

前者首先構建路線圖，先通過采樣和碰撞檢測建立完整的無向圖，以得到構型空間的完整連接屬性。再通過圖搜索即可得到可行的路徑。

后者則從特定的初始構型出發局部建立路線圖，在構型空間中延伸樹型數據結構，最終使它們相連。

?04

舉個例子

傳統的人工勢場、單元分解法需要對空間中的障礙物進行精確建模，當環境中的障礙物較為復雜時，將導致規劃算法計算量較大。

基于隨機采樣技術的PRM法可以有效解決高維空間和復雜約束中的路徑規劃問題。

本文以MATLAB R2020a，結合PRM算法進行一個路徑規劃的仿真。

*值得一提的是，更新后的MATLAB，可以直接調用PRM函數，而不需要用戶再去進行PRM算法程序的編寫，可以讓用戶快速完成簡單路徑規劃的仿真，

只需要13行代碼就可以實現，如下圖所示：

仿真結果如下所示（動圖）：

總之，MATLAB R2020a真的香，各位看官著實得親自嘗嘗鮮吶！

---

了解更多機器人解決方案：（復制到瀏覽器打開）

https://ww2.mathworks.cn/solutions/robotics.html?s_eid=PEP_23450

你可以申請30天免費試用工具包：（復制到瀏覽器打開）?

https://ww2.mathworks.cn/campaigns/products/trials.html?s_eid=PEP_23450

-------------------------------

原創不易，莫要白票，如果覺得有點用的話，請毫不留情地轉發朋友圈吧，因為這將是我寫更多優質文章的最強動力。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的MATLAB R2020a新鲜出炉，我来替各位尝尝鲜！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。