자율 수중 차량을 위한 MATLAB 및 Simulink

다양한 분야의 전문가들로 구성된 팀에서 자율 수중 차량 워크플로 전체를 아우르는 공통의 통합 환경으로 MATLAB® 및 Simulink®를 활용할 수 있습니다. 시스템 공학부터 플랫폼 모델링, 환경 시뮬레이션, 자율 알고리즘 설계에 이르기까지, 모델 기반 설계를 통해 해상 시운전이 이루어지기 한참 전부터 위험을 줄이고 시스템 성능에 대한 신뢰를 쌓을 수 있습니다.

상쇄 연구 수행 및 요구사항을 Simulink 모델에 연결하는 아키텍처 개발

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 요구사항부터 시스템 아키텍처, 더 나아가 구현 및 코드 생성까지 추적하는 진정한 디지털 스레드를 만들 수 있습니다. 이로써 전기기계 시스템과 프로펠러와 같은 동역학 모델을 이용하여 상쇄 연구를 실행하고, 임무 계획을 위해 하이 레벨 통신 시스템 모델링을 평가하며, 전력 시스템 모델링을 통해 배터리 용량이나 최대수요전력 같은 전력 제약 조건하에서 시스템 성능을 평가할 수 있습니다. DDS와 ROS 같은 미들웨어를 통해 설계를 완성하면서 구성요소와 응용 프로그램 간에 정보를 공유하고 연동할 수 있습니다.


복잡한 3차원 동역학과 전기기계적 거동의 모델링 및 시각화

MATLAB 및 Simulink를 이용하여 수중 플랫폼의 강력하면서도 효율적인 다중영역 모델을 구축할 수 있습니다. Simscape™ 및 Simscape Multibody™를 이용한 물리적 모델링을 통해 CAD 모델에서 얻은 유체역학, 유체 효과, 동적 거동, 관성 효과 등을 통합할 수 있습니다. Simscape Electrical™을 통해 배터리나 반동 추진 엔진 같은 전자 및 메카트로닉 구성요소를 사용하여 전력 시스템 모델을 구축할 수 있습니다. 사실적인 전기기계적 플랜트 모델을 이용하여 구성요소의 고장을 시뮬레이션하고 시스템 수준 성능을 평가할 수 있습니다. Simulink를 이용하면 사용자의 플랜트 모델을 저해상도 입방체 환경 또는 실사적인 Unreal Engine® 공간에 연결하여 센서 동작을 시뮬레이션하고 인식 알고리즘을 검증하며 결과를 표시할 수 있습니다.


감지, 인식, 임무 계획에 모델 활용하기

MATLAB 및 Simulink는 알고리즘을 개발하고 시스템 성능을 최적화할 수 있는 툴을 제공합니다. 소나, 위상 배열, IMU(관성 측정 장치) 등의 센서 모델을 사용하여 센서 융합, 위치추정, 지도작성 및 추적 분야에서 시스템이 환경을 감지하는 방법을 프로토타이핑할 수 있습니다. MATLAB 및 Simulink의 머신러닝과 딥러닝 기능을 통해 차량의 자율성 수준을 높일 수 있습니다. 뿐만 아니라 Communications Toolbox™ 및 Phased Array System Toolbox™를 활용해 임무 계획이나 통신 성능 분야에서 신호 확산 및 경로 손실 모델을 분석할 수도 있습니다.


다양한 자유도와 제약 조건에 맞춘 제어기 설계 및 최적화

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 수중 차량을 위한 모션 계획 및 경로 추종 제어기를 설계하고 반복하고 최적화할 수 있습니다. 차량의 움직임을 2D 및 3D로 시뮬레이션할 수 있습니다. 3D 시뮬레이션에서는 차량의 움직임이 만들어 내는 커플링 효과를 모델링하고 다양한 축에서 관찰할 수 있습니다. 모션을 시뮬레이션하면서 에너지 소비 및 회전 반경 같은 파라미터를 모니터링하고 구체적인 기준에 맞춰 모션 플래너를 최적화할 수 있습니다. MATLAB 및 Simulink에서 설계한 모션 제어기를 마이크로컨트롤러나 FPGA 같은 임베디드 하드웨어에 바로 배포할 수 있습니다.


자율 알고리즘 개발 및 테스팅

MATLAB 및 Simulink를 사용하여 시스템 로직을 모델링하고 모션 플래너와 알고리즘을 평가할 수 있습니다. 모션 계획, 위치추정, 지도작성 예제를 이용하여 사용자 지정 솔루션을 시작하고 테스트를 위한 벤치마크로 활용할 수 있습니다. 범위, 해상도, 잡음, 전력 등 조정 가능한 파라미터들을 이용하여 센서 옵션 간의 설계상 장단점을 알아볼 수 있습니다. 또한 롤 각도, 최소 회전 반경 등의 고충실도 동역학이나 시스템 수준 차량 동역학을 반영한 경로 플래너를 설계할 수도 있습니다. Stateflow®를 이용하여 감시 제어, 작업 스케줄링, 결함 관리 시스템을 설계하고 개발할 수 있습니다.