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熟练成就创造——MathWorks全球副总裁Richard Rovner、产品市场经理赵志宏专访

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MathWorks提供了多种方式帮助开发者,该如何更好地运用?其在最近颇受关注的无线通讯和机器人领域又有哪些实践?针对这些问题,CSDN采访了MathWorks全球副总裁Richard Rovner以及MathWorks产品市场经理赵志宏。

MathWorks公司主要帮助全球各地的工程师和科学家加速产品研究、创新和开发的步伐,其推出的MATLAB®和Simulink®已成为众多技术公司、政府实验室、金融机构以及3500多所大学进行工程项目和科学研究的基本工具。

MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的科学计算语言和编程环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式。

而Simulink是一种用于对多领域动态和嵌入式系统进行仿真和模型设计的图形化环境。Simulink基于科学计算语言MATLAB构建,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,无需大量书写程序,只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。

虽然MATLAB和Simulink的用户众多,但只有少数用户能使这两款工具真正发挥出其最大效率,而更深度的使用可以促进创新的诞生。为了帮助开发者更好的理解和使用这些工具,MathWorks提供了多种方式帮助开发者,包括书籍、社区、大赛、线上教育、线上培训等。那么用户该如何更好地运用这些资源呢?MathWorks在最近颇受关注的无线通讯和机器人领域又有哪些实践呢?针对这些问题,CSDN于近日采访了MathWorks全球副总裁Richard Rovner以及MathWorks产品市场经理赵志宏。

多种资源助力开发者

CSDN:请介绍一下你这次来华的目的。

Richard:我这次来华有不少的原因,第一,作为主题演讲者支持在北京、上海和深圳三个城市的2015 MATLAB巡回研讨会,并和广大用户群在现场进行互动交流,帮助更多的MATLAB和Simulink的用户和合作伙伴更好理解和使用我们的产品,以提高研发创新的能力。第二,针对一些核心商业和教育客户进行拜访,充分深入地了解他们的应用需求和服务期望。第三,我能身临其会了解和学习当今的中国,包括经济、人民和文化。当今中国的变化,有很多新鲜的事物值得我们学习和思考,以便我们更好拓展在中国的业务。


MathWorks全球副总裁 Richard Rovner

CSDN:请介绍一下目前MathWorks可以提供给中国用户什么样的资源或培训机会,以更好地理解和使用MATLAB和Simulink软件。

Richard:我们为中国开发者提供很多免费的资源,包括线上视频、课件、用户社区、创客活动、MATLAB及其他线上教程、学生机器人开发大赛,以及MOOC课程等。此外还有一些书本教程,其中包括《金融数量分析——基于MATLAB编程》、《MATLAB与控制系统仿真实践》、《MATLAB应用大全》、《信号与系统MATLAB版》、《精通MATLAB与C/C++混合程序设计》、《MATLAB在数学建模中的应用》、《数学信号处理教程——MATLAB释义与实现》。内容涵盖系统控制、数字信号处理、图像和视频处理、机械工程学、计算系统金融等各个领域。

CSDN:在线教育是很重要的一大资源,能否具体介绍一下这方面的进展?

Richard:我们提供丰富多样的在线课程和讲义资料供用户下载,用户可以根据自己的情况选择相对应的教程。我们把课程分为1~4年,一般用户可以从一年开始学习,课程长度也从23分钟至35分钟不等。与一般用户坐在教室里不同,这种学习可以让用户在自己的硬件上进行实操,从立项开始更深入地理解MATLAB和Simulink的原理。我们还提供了硬件包,方便用户在多个平台上进行对接,例如:Arduino、树莓派、乐高等。打造这样的课程对我们来说是一大挑战,因为线上课程有别于传统讲座,课程的内容需要重新思考、编排、组织,使之更具互动性,更适宜在屏幕上观看。

CSDN:你提到MATLAB与主流硬件开发板的结合,而最近MathWorks刚刚推出了Robotics System Toolbox,能否谈谈MathWorks在硬件方面的进展?

Richard:Robotics System Toolbox可以提供常用的机器人算法,以及MATLAB和Simulink与机器人操作系统(ROS)之间的接口和集成。现在,机器人研究人员和工程师们可以在单个统一的设计环境中开发机器人算法,在支持ROS的机器人和机器人仿真器(如Gazebo和V-REP)上测试和部署机器人算法。它通过减少从MATLAB程序转换到ROS程序所需的手动修改时间,留出了更多的时间来测试和调试算法。Robotics System Toolbox中提供的核心算法包括适用于差动驱动机器人的地图表示形式、路径规划和路径跟踪。工程师现在可以使用MATLAB或Simulink来设计电机控制、计算机视觉和状态机应用程序,并制作其原型,他们可以将其与Robotics System Toolbox中的核心算法进行集成。工程师也可以从Simulink模型中生成ROS节点并通过自动生成的C++代码将其部署到ROS网络中。

除了推出Robotics System Toolbox外,MathWorks还与创客空间合作,为创客们提供硬件和软件资源,以及技术上的支持,帮助他们验证自己的想法。此外,我们每年还会举办学生竞赛和机器人世界杯,希望通过改进和迭代,2050年,机器人能与真人对抗。

无线通讯技术新进展

CSDN:请介绍一下目前无线通讯的现状。

赵志宏:近段时间来最引人注目的莫过于4G的推出,无论是4G还是LTE网络,在很多城市都已开始部署,大家的手机也都能收到4G信号,这是民用层面。那么在科研层面呢,很多的无线通讯工程师都已开始研究5G的产品,也就是下一代产品。那么下一代产品有什么特点呢?首先是无线数据传输的速度会更快,延迟会更低,性能也会更为可靠。


MathWorks产品市场经理 赵志宏

CSDN:既要加速,又要增加可靠性,技术上该如何实现?

赵志宏:5G无线通讯系统的技术和实现还在研究和开发过程中。专家们预测,毫米波(mmWave)频段,天线阵列,大规模多输入多输出系统(massive MIMO), 以及波束形成技术(Beamforming)将会在5G通讯技术中扮演重要角色。随之而来的,是在基带算法设计和射频系统构架设计上的新的挑战。

CSDN:MathWorks的无线通讯方面的产品如何帮助设计师们迎接5G无线通讯带来挑战?

赵志宏:结合我们今年发布的产品,我认为我们可以从三个方面去帮助设计师们解决这个问题。首先是建模和仿真,我们提供了一个端对端的整个系统的建模和仿真,过去我们只能对某一个模块进行分析,而现在我们可以把整个系统串接在一起,把整个系统在软件里搭建出来,用户可以在计算机上进行仿真。这样他们就会对自己设计出来的功能有一个直观的了解。第二是基带信号处理与射频电路的联合仿真。这样无线通信算法工程师可以在基带算法仿真中加入射频电路的影响,比如器件的非线性,射频的噪音等,来了解这些因素对算法的影响第三将仿真模型与真实的硬件相连接,把通过计算机仿真计算出来的波形发射出去。这是我们今年最大的三个改进。

CSDN:能否具体谈谈仿真模型与真实的硬件相连接。

赵志宏:就是把软件设计出来的信号直接通过一个发射设备发射出去。我们最新增加的一个功能是支持现在市面上非常流行商用现成的发射硬件,比如Xilinx ZC706开发板和AD9361接收发射器。另外我们的产品还可以支持常见的商用信号发射和接受的仪器设备与MATLAB的衔接。这里我想说一下LTE系统工具箱, LTE是无线通讯的标准。我们的这个工具箱随着LTE标准的发展而不断更新。这个工具箱现在已经可以支持LTE的R11的版本了。此外,我们在雷达设计方面的产品也有不少改进。相控阵系统工具箱这个产品不仅大量应用在航空航天和国防建设领域。而且也逐渐被汽车雷达的设计师所采用。我们最新的版本增加了很多汽车雷达性能设计的新功能,包括各种各样的样本、以及汽车雷达专用波形,同时还加强了与其他市场上常见的汽车设计仿真软件的接口。用户可以在MATLAB和Simulink里搭建出整套的汽车主动安全系统,比如自动巡航系统的控制,通过仿真来检测这个系统的性能可可靠性,是不是能够符合他们安全性能的要求。

CSDN:过去雷达是用在国防和航空,现在用在汽车上,当中的区别有哪些?

赵志宏:区别还是很多的,比如发射器功率,检测范围,识别精度等。在航空上用的雷达往往有大功率的发射器。由于检测的是飞行目标,速度快,所以雷达的检测的范围很大,目标识别的精度可以是几米甚至上百米。汽车雷达的发射功率往往较小,检测范围在几米到几百米,检测精度往往是厘米甚至是毫米级。另外,由于这些检测指标的不同,航空雷达和汽车雷达所用的波形也不一样。航空雷达用的往往是脉冲波,汽车雷达用的往往是连续波。

不难看出,MathWorks的服务和技术正在越来越贴近大众开发者,无论是对创客的支持,还是大学生机器人大赛,MathWorks希望通过不同的方式鼓励开发者更加深入的使用和了解MathWorks所提供的工具,这样做不仅能帮助他们更好的进行产品研发,也能实现更令人欣喜的创新。为了实现这一目标,MathWorks无论在技术上还是知识教学上都提供了丰富的资源。相信只要妥善的运用好这部分资源,MathWorks所提供的服务和软件一定能给开发者带来新的惊喜。


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