计算机科学 > 机器人技术
[提交于 2025年7月23日
(v1)
,最后修订 2025年7月26日 (此版本, v2)]
标题: 非线性模型预测控制在安全移动机器人导航中的逐步指南
标题: A Step-by-step Guide on Nonlinear Model Predictive Control for Safe Mobile Robot Navigation
摘要: 设计一种模型预测控制(MPC)方案,使移动机器人能够在充满障碍物的环境中安全导航,是机器人学中一个复杂但必要的任务。 在本技术报告中,安全性指的是确保机器人在存在扰动和测量噪声的情况下,遵守状态和输入约束并避免与障碍物发生碰撞。 本报告提供了一个逐步实现非线性模型预测控制(NMPC)方案的方法,以解决这些安全要求。 许多书籍和综述论文对线性MPC(LMPC)、NMPC及其在各种领域的应用进行了全面的概述,包括机器人学。 本报告的目的不是重复这些详尽的综述。 相反,它特别关注NMPC作为安全移动机器人导航的基础。 目标是从理论概念到数学证明和实现,提供一条实用且易于理解的路径,强调安全性和性能保证。 本报告面向希望弥合理论NMPC公式与实际机器人应用之间差距的研究人员、机器人工程师和实践者。 本报告不一定需要随时间保持固定。 如果有人发现所呈现理论中的错误,请通过提供的电子邮件地址与我们联系。 如有必要,我们很乐意更新文档。
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