インターフェース通信 2022年09月号 <br>特集「MATLAB実機開発」【立ち読み版】

インターフェース通信 2022年09月号
特集「MATLAB実機開発」【立ち読み版】

■特集案内

　Interface2022年9月号の特集は「MATLAB実機開発」となります．特集ではMATLAB，Simulinkを使用した，画像・音声処理やディープ・ラーニング，ドローンの姿勢制御などさまざまな実機開発を48ページ増で解説します．
　また今回，誌面で掲載したプログラムやモデルを読者が実際に体験できるように，MathWorksの協力で6カ月間MATLAB，Simulinkが使えるライセンスが付属しています．

　MATLAB（マットラブ，マトラボ）はMathWorksの数値計算ソフトウェアです．アルゴリズムの開発から実機での動作まで，1つの環境で行えます．
　MATLABはWindows/macOS/Linux上で動作する他，ウェブ・ブラウザ上で動作するMATLAB Onlineもあります．

　MATLABを起動すると，メイン・ウィンドウが表示されます．画面のレイアウトは自由に変えられるので，図はあくまで一例です．タイトル・バーのすぐ下のリボンには，この画面でできる主な作業メニューがタブに整理されて表示されます．

　MATLABはオンラインの入門コンテンツが豊富です．下記URLからアクセスできます．
　https://matlabacademy.mathworks.com/jp/
　入門コンテンツは「コース」と呼ばれる単位に分かれています．まずは「MATLAB入門」というコースから始めましょう．

　画像処理を例題にしてMATLABにおける行列演算の様子を見ていきます．加えてMATLABがベクトル演算にも強いこと，豊富なライブラリがあることを，音声処理を例題にして体験します．最後にMATLAB のもう1つの顔であるSimulinkを用いたモデルベース設計にも触れます．

　MATLABを使えば，無線LANの信号を復調してソフトウェア無線（SDR：Software Defined Radio）の処理が行えます．SDRにより，無線LANの信号に含まれる所望の情報を取り出せます．
　MATLABはAI 処理も得意です．GUIベースのツールボックスを使えば，マウスで機械学習の処理が行えます．

　本稿では，MATLABによる環境音認識アプリの作成を解説します．MATLABで用意されている関数や機能を用いることで，音データの解析やディープ・ラーニングによる学習・認識の実行，認識結果を確認するGUIアプリ作成を簡単に行うことができます．そこで具体的な例として，環境音の録音データから抽出された鳥の鳴き声を種類別に認識（識別）するアプリを作成します．

　ドローンの姿勢角を検出するセンサではプロペラの回転による振動が混じり合った状態で値が測定されます．このような信号の中から確からしい姿勢角を導き出すには複数のセンサを組み合わせることが可能なカルマン・フィルタの導入が不可欠です．

　第2部では，MATLABを使った開発事例を体験します．作るものはラズベリー・パイを使って画像認識を行い，曲線検出を実現するシステムです．
　この章では曲線検出で使用する回帰分析と画像認識をMATLABで実装し，MATLABの基本的な使い方を学びます．

　航空機・飛行体の傾きや速度を自由自在にコントロールするための飛行制御系を設計し，シミュレーションによる検証を経て，実機へのプログラム実装，そして，実装した制御系を用いた制御飛行を行います．本誌2020年3月号特集で扱ったドローン姿勢制御系の開発記事の続編です．もちろん当時の記事を知らなくても当記事は読めます．

9月号には，別冊付録「プログラミング学園 Python部」が付属します．

数式の歌を聴け
宇宙の数式
数学で作曲
自然と人間
Myゲーム作り
1人でできちゃうIoT

■次号予告

■見逃しインターフェース

　Interface2022年4月号の特集は「ドローン自律飛行」です．第1部では，これだけは知っておきたいドローンの基礎知識を解説します．第2部では，屋内ドローンで画像処理を利用した自律飛行を実験します．第3部では，GPSを利用した自律飛行を屋外で実験します．第4部では，3次元モデルの活用研究を事例で解説します．

■Interface バックナンバー