適合初學者的 15 個有趣的 MATLAB 項目創意和主題 [2022]

學習 MATLAB 可能很乏味。 它能夠執行許多任務並解決不同領域的高度複雜問題。 如果您一直在學習 MATLAB，那麼您肯定想測試一下您的技能。 最好的方法是通過 MATLAB 項目創意來實現。 這就是為什麼在本文中，我們為您帶來了相同的詳細列表。

我們有多種技能水平的 MATLAB 項目。 無論您是初學者還是專家，您都會在這裡找到一個腦洞大開的項目。

什麼是 MATLAB？

MATLAB 是面向科學家和工程師的編程平台。 它使用 MATLAB 語言，將矩陣和數組數學與設計過程和迭代分析相結合。 通過使用 MATLAB，您可以創建算法、分析數據、構建模型並應用它們。 MATLAB 的應用程序、內置函數和語言允許您使用不同的方法來解決特定問題。 MATLAB 在許多領域都有應用，包括控制系統、通信、機器學習、計算生物學和深度學習。

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MATLAB 項目思路

以下是一些最令人興奮的 MATLAB 項目，以便您測試自己的技能。 讓我們開始吧：

1.建立一個停車場指示器

停車可能很棘手。 它需要精確度和大量練習。 但是，您可以使用 MATLAB 通過構建停車指示器來使駕駛員更輕鬆。 您可以從各種停車指示系統中獲得靈感。

當汽車離物體太近時，自動泊車指示器會提醒駕駛員。 這樣，駕駛員可以避開這些物體並相應地轉動車輛。 您可以為私人停車位或開放空間構建停車指示器。 這樣的系統可以有很多好處：

• 司機將節省時間並更有效地停放他/她的汽車。
• 停車位也將得到更有效的利用。
• 車輛受損的機會將大大減少。

您的系統可以將駕駛員引導至附近合適的停車位。 您可以更進一步，添加僅在可用時建議停車位的功能。 也許您的系統可以確定停車場是否有空位，並相應地向車輛駕駛員指示停車位。 傳感器可以協調並幫助將駕駛員引導至附近開放的停車位。 這是有關此停車指示器項目的更多信息。

2. 使用人工神經網絡進行圖像加密

近年來，隱私問題變得非常普遍。 如果您對網絡安全和密碼學感興趣，這是此列表中最適合您的 MATLAB 項目之一。 您可以藉助人工神經網絡（簡稱 ANN）來執行圖像加密。

圖像加密可以防止未經授權的各方查看和訪問圖像。 這樣，您的數據可以保持安全。 簡單來說，圖像加密隱藏了它的信息。 在圖像加密中，您將原始明文轉換為密文（這看起來像是一堆廢話）。 您可以通過網絡保存和傳輸此密文，並且在接收者端，密文將轉換為原始明文。

神經網絡是行為類似於人類大腦功能的機器。 您可以通過一個 ANN 對發送端的圖像進行加密，並使用另一個 ANN 在接收端對圖像進行解密。 您可以使用 MATLAB 構建使用人工神經網絡的完整圖像加密系統。 完成此項目後，您也會熟悉密碼學。

3. 設計和應用電子差動系統

電子差速系統允許車輛在轉彎或在彎曲路徑上行駛時更好地平衡它們。 汽車製造商使用該系統代替機械差速器。 該系統為每個驅動輪提供所需的扭矩並實現多個輪速。

在彎曲的路徑中，車輛的內輪和外輪將具有不同的轉速，因為內輪需要較小的半徑。 電子差速系統使用電機速度信號和方向盤指令信號來確定每個車輪所需的功率，從而獲得必要的扭矩。

這是一項先進的技術，提供了許多優勢，而它的機械對手卻無法提供這些優勢。 例如，就重量而言，電子差速器比機械差速器輕。 牽引力最小的車輪不會像機械差速器那樣限制扭矩。 這些系統響應速度更快，並提供許多其他系統無法提供的功能，例如牽引力控制。

您可以使用 MATLAB 設計和實現電子差分系統。 您還需要創建嵌入式系統設計以獲得更好的應用程序。

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4. 使用圖像處理構建基於 MATLAB 的檢測系統

在此項目中，您將構建一個基於 MATLAB 的檢測系統。 由於其多功能性，機器視覺正在成為製造業中一種可訪問的技術。 機器視覺可以使用的最重要領域之一是產品開發的檢查階段。 質量檢驗是必要的，以確保產品沒有任何缺陷。

您可以使用 MATLAB 創建自動檢測系統，並且必須使用圖像處理。 借助機器視覺圖像處理，您可以一次執行多項任務：

• 計算暗像素和亮像素的數量
• 發現圖像中連接像素的斑點
• 分割圖像的一部分或更改表示
• 通過匹配模板識別圖像中的模式
• 讀取條碼和二維碼。

您可以使用機器視覺執行許多其他任務。 您的自動檢測系統必須確定是接受最終產品還是拒絕它。 它將使製造過程更加高效和有效。

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5. 使用混沌地圖執行圖像加密和驗證

該項目與我們之前討論的項目略有不同。 在這個項目中，您將使用混沌地圖來加密塊和蒸汽級別的圖像。 存在 n 個生成加密密鑰的混沌映射，因此將涉及 n 個方程。 每個方程可以有 n 個常數。

所有這些常數都有特定的值（隨機數）。 您可以使用神經網絡為圖像加密生成一系列特定的數字。 對於圖像身份驗證，您必須創建一個簡單的算法來確保發送者和接收者是正確的人。

混沌地圖通過將圖像替換為封面圖像並對前者進行n次加密，從而使加密安全。 這種安全加密將確保您的最終產品免受暴力攻擊和差異攻擊。

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6. 使用 MATLAB 測量圖像中物體的直徑

計算機視覺是一個突出的研究領域。 由於其獨特的實用性，它在許多領域都有應用。 您可以使用 MATLAB 測量圖像中物體的直徑。

此應用程序可以在許多您無法實際找到物體直徑的領域中找到用途。 例如，假設您需要測量建築物的大小。 在這種情況下，幾乎不可能進行物理測量，因此您需要使用計算機視覺。

您的 MATLAB 腳本應首先導入圖像，將所需對象與背景分離，最後使用 MATLAB 函數查找對象的直徑。 雖然這個項目可能看起來很簡單，但它將幫助您展示您的圖像處理技能，同時也突出您對多個 MATLAB 函數的了解。

7. 使用 MATLAB 自動生成證書

這個項目也是初學者級別的 MATLAB 項目想法之一。 在此項目中，您將使用 MATLAB 創建一個自動證書生成器。 許多機構根據公司的業績和成就對其進行認證。 教育機構還為學生生成成績單和證書。 您可以創建一個自動證書生成器，這將使此過程高效且簡單。

這個項目的想法可能看起來太簡單了，但您可以通過添加為大型數據集生成詳細報告的功能使其變得複雜。

8. 使用 MATLAB 和 Arduino 創建燈光動畫

這是我們列表中的初級 MATLAB 項目之一。 在本項目中，您將使用 MATLAB 和 Arduino 創建圖形用戶界面來控制多個燈的照明模式。 通過控制它們的照明模式，您可以創建各種燈光動畫。 使用 GUI 將允許您在運行動畫時執行許多其他任務。

我們建議在這個項目中使用 Arduino Uno。 它是這個項目的硬件，軟件是 Arduino IDE。 您可以將 Arduino Uno 板與所需的燈連接起來。 將 Arduino Uno 與 MATLAB 連接後，您將能夠使用它創建簡單的燈光動畫。

這是一個簡單的項目，但它肯定會幫助您探索現實生活中的 MATLAB 應用程序並幫助您實現其多功能性。 製作簡單的燈光動畫後，您可以更進一步，添加更多燈光以創建更複雜的動畫。

9. 在 MS Excel 中記錄傳感器數據

該項目要求您使用 Arduino Uno 和 MATLAB 在 MS Excel 中記錄傳感器數據。 您可以將 LM35（溫度傳感器）添加到您的 Arduino 接口，該接口將通過 ArduinoIO 連接到 MATLAB。

將 Arduino 與 MATLAB 連接後，您需要創建一個程序，將傳感器的數據傳輸到 Excel 表中。 您需要在 PC 上安裝 MS Excel 才能完成此項目。 完成此項目後，您將擁有一個圖形用戶界面，可讓您查看傳感器數據的日誌。

更進一步，您可以添加更多傳感器並將其數據記錄到同一個 Excel 文件（或多個不同的文件）中。 該項目將為您提供在 MATLAB 中使用 GUI 的豐富經驗。

10. 模擬人工神經網絡

人工神經網絡是模仿人腦功能的機器。 它們的目的是模仿大腦的行為並採取相應的行動。 在這個項目中，您可以通過創建模型並訓練它們來模擬 ANN。

在從事此項目之前，您應該熟悉人工智能和機器學習的基本概念。 您首先需要創建一個接受特定輸入並生成特定輸出的數據模型。 首先，您需要通過提供輸入和輸出列表來訓練模型。 準備好模型後，您將為模型提供一個沒有輸出的數據列表。

完成本項目後，您將熟悉人工智能、機器學習和相關技術。

11. 分析和設計天線

儘管一切都變得無線化，但它們的連接很大程度上依賴於天線。 天線的設計可能對其連接、功耗和數據保留能力產生重大影響。 該設計應使天線緊湊，同時允許它具有相當大的波束寬度來執行信息傳輸而沒有任何損失。

對於任何對電子和通信感興趣的人來說，這都是一個很好的項目。 但是，在進行此項目之前，您應該熟悉天線的工作原理。 例如，您應該了解理想的天線方向圖以及真實天線的工作原理。

您還應該熟悉八木宇田天線，這是您在屋頂上看到的最常見的電視天線。 您可以通過查看它的長度來估計（大約）這種天線的工作頻率。 您可以構建一個 MATLAB 程序，該程序可以高精度地執行此類估計並為您提供所需的結果。

12. 建立一個電路設計計算器

要構建電路，您必須使用電路理論及其公式計算元件值。 電路理論是電氣工程中最古老和最重要的分支之一。 而且它的計算需要花費大量的時間和精力。 您可以創建一個 MATLAB 程序來執行這些計算並幫助工程師設計更好的電路。 這樣的系統不僅可以為用戶節省大量時間，而且還可以通過最大限度地減少人為錯誤來提高電路分析的準確性。

您的程序可以分析和找出包含電感器、晶體管、二極管、電容器和其他關鍵組件的電路設計。 該程序可以設計高度複雜的電路並相應地解決問題。

13.無損壓縮圖像

現代相機已經能夠拍攝高度詳細的圖像。 但是圖像細節水平的提高也會導致其尺寸的增加。 這就是圖像壓縮技術變得流行的原因。 您也可以使用 MATLAB 執行圖像壓縮。

在這個項目中，您的目標是在不影響其質量的情況下壓縮圖像。 換句話說，您必須執行無損圖像壓縮。 為此，您可以使用離散餘弦變換算法。 要了解壓縮圖像時發生了多少損失，您可以推導出過程的均方誤差（也稱為 MSE）。 要在 MATLAB 中實現這些算法，您必須使用所需的函數。

14. 使用 MATLAB 執行實時人臉檢測

人臉檢測可以在許多領域找到應用。 您可以將人臉檢測功能用於圖像增強、安全以及監控。 雖然我們人類檢測面部是很自然的，但我們不能對計算機說同樣的話。 照明的簡單變化可能會導致各種內部變化，這就是為什麼它對機器來說是一個複雜的問題。

您可以構建基於 MATLAB 的人臉檢測系統，並且可以使用Viola-Jones 算法。 還有很多其他的面部識別算法，但我們為這個項目選擇了 viola-jones 算法。

它首先創建一個檢測器對象，然後獲取主圖像，找到必要的特徵並對其進行註釋。 該項目將為您提供使用面部識別技術的經驗，該技術已在許多領域獲得普及。

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15. 為車輛構建激光制導

在這個項目中，您將開發一個程序，該程序可以使用激光通知車輛即將到來的路況。 這項技術對於惡劣的地形（如雪路、土路等）非常有幫助。 您需要在 MATLAB 中開發一種算法，將掃描序列轉換為可讀數據，以便用戶可以看到前方的地形類型。 這樣，駕駛員可以相應地做好準備並安全駕駛。 自動駕駛汽車也可以使用這項技術。

本項目將幫助您熟悉 MATLAB 在汽車工程中的應用。 它還將幫助您了解自動駕駛汽車的工作原理。 您可以在此處了解有關此項目的更多信息。

另請閱讀：機器學習項目理念

了解有關 MATLAB 的更多信息

我們希望您喜歡我們的 MATLAB 項目創意列表。 我們盡可能地保持它的可訪問性。 您可以將其添加為書籤以供將來參考。 該列表還將顯示該技術的通用性和強大性。 從電子產品到人工智能，您可以在各個行業中將其用於多種應用。

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