国产Matlab替代-工具箱开发
1.立项背景和目标
随着工业产品的自动化与智能化发展,多领域耦合已成为当前工业产品的一个显著特征,多专业设计协同与模型集成已经成为工业产品系统设计的必需技术。建立系统模型能够有效提高产品设计的效率,缩短产品开发周期,尽早发现问题并改进整体设计。然而传统的单一学科建模工具难以实现多学科特性的统一表达,工程师面临着标准不统一、表达不直观以及使用难度大等诸多挑战。针对这一问题分析了国外在机器人系统开发平台方面的开始研究,并对部分开发平台的做了介绍,分析了各个平台的优势与特点。
基于上述分析设计了一款基于MWORKS的ROS工具箱
进行需求分析,确定节点的功能和性能要求;其次,进行系统设计,包括节点之间的交互逻辑、数据传输方式、接口规范等;接着,进行节点实现,包括程序代码的编写、调试和测试;最后,进行集成和验证,确保节点之间的协同工作能够实现系统整体功能。通过以上流程,提高产品开发效率和质量,为工业产品的智能化和自动化发展提供技术支持。
2.软件功能,核心功能模块和介绍
本项目将针对机器人设计为MWorks平台开发特定的工具箱和模型库。提供ROS的大部分功能。可以通过MWorks平台启动ROS Master、创建ROS节点、发布ROS消息/服务、查看ROS话题数据、控制ROS机器人等,更重要的是可以结合MWorks平台强大的功能,实现机器人算法设计,然后接入ROS系统,配合Gazebo完成仿真。
项目要在MWorks平台中具体实现以下功能:设置ROS网络并与之交互,创建、发送和接受ROS消息、ROS话题和ROS网络信息,发送请求、执行任务并获取机器人应用程序的反馈,解析日志、坐标转换树和时间序列数据,访问来自传感器和其他输入设备的数据,创建ROS自定义消息,模拟TurtleBot和Gazebo应用程序,连接TurtleBot硬件,访问ROS网络和消息。
3.业务流程
以下是使用该工具箱进行机器人应用程序开发的一般流程:首先启动ROS核心,可以选择使用集成在工具箱内部的ROS核心,或者启动,部署在其他计算设备上的ROS核心,然后让工具箱连接到ROS核心,使用者可以通过调用工具箱提供的函数库查看ROS网络中的信息并且运行一般的ROS命令,从而编写用于仿真的机器人应用程序,最后使用Gazebo进行仿真,并与Mworks平台进行交互验证开发的应用程序。
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