电气工程与系统科学 > 系统与控制
[提交于 2024年11月5日
(v1)
,最后修订 2024年11月15日 (此版本, v2)]
标题: 基于混合zonotope约束表示的自动驾驶汽车节能预测运动规划
标题: Energy-Aware Predictive Motion Planning for Autonomous Vehicles Using a Hybrid Zonotope Constraint Representation
摘要: 无人飞行系统具有紧密耦合的能量和运动动态特性,这些特性必须由机载规划算法考虑。 本研究提出了一种利用模型预测控制(MPC)进行耦合运动和能量规划的策略。 本文展示了一个降阶线性时不变的耦合能量和运动动态模型。 受限的zonotopes用于表示状态和输入约束,而混合zonotopes用于表示与环境地图相关的非凸约束。 这些约束表示的结构被利用于针对MPC运动规划问题定制的混合整数二次规划求解器中。 结果表明,所提出的策略适用于以下两个耦合运动和能量利用规划问题:1)混合动力电动汽车,在飞越有噪音限制的区域时必须限制发动机的使用;2)电动快递无人机,必须同时满足位置和电池电量状态的需求来跟踪航路点。 通过利用结构探索求解器,所提出的混合整数MPC公式可以在实时中实现。
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