Driving simulators have been used in the automotive industry for many years because of their ability to perform tests in a safe, reproducible and controlled immersive virtual environment. The improved performance of the simulator and its ability to recreate in-vehicle experience for the user is established through motion cueing algorithms (MCA). Such algorithms have constantly been developed with model predictive control (MPC) acting as the main control technique. Currently, available MPC-based methods either compute the optimal controller online or derive an explicit control law offline. These approaches limit the applicability of the MCA for real-time applications due to online computational costs and/or offline memory storage issues. This research presents a solution to deal with issues of offline and online solving through a hybrid approach. For this, an explicit MPC is used to generate a look-up table to provide an initial guess as a warm-start for the implicit MPC-based MCA. From the simulations, it is observed that the presented hybrid approach is able to reduce online computation load by shifting it offline using the explicit controller. Further, the algorithm demonstrates a good tracking performance with a significant reduction of computation time in a complex driving scenario using an emulator environment of a driving simulator.


翻译:长期以来,驾驶模拟器因其能够在安全、可重复且受控的沉浸式虚拟环境中进行测试而被广泛应用于汽车工业。模拟器性能的提升及其为使用者再造车内体验的能力,是通过运动提示算法(MCA)实现的。此类算法持续发展,模型预测控制(MPC)作为主要控制技术。当前,基于MPC的方法要么在线计算最优控制器,要么离线推导显式控制律。这些方法因在线计算成本及/或离线存储空间问题,限制了MCA在实时应用中的适用性。本研究提出一种融合方案,以应对离线与在线求解的难题。具体而言,采用显式MPC生成查找表,为基于隐式MPC的MCA提供热启动初始猜测。仿真结果表明,所提出的混合方法通过显式控制器将在线计算负荷转移至离线,从而降低在线计算量。此外,该算法在驾驶模拟器仿真环境下的复杂驾驶场景中展现出良好的跟踪性能,并显著缩短了计算时间。

0
下载
关闭预览

相关内容

模型预测控制是一类特殊的控制。它的当前控制动作是在每一个采样瞬间通过求解一个有限时域开环最优控制问题而获得。过程的当前状态作为最优控制问题的初始状态,解得的最优控制序列只实施第一个控制作用。这是它与那些使用预先计算控制律的算法的最大不同。本质上模型预测控制求解一个开环最优控制问题。它的思想与具体的模型无关,但是实现则与模型有关。
【MIT博士论文】非线性系统鲁棒验证与优化,123页pdf
专知会员服务
29+阅读 · 2022年9月23日
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
机器学习组合优化
专知会员服务
111+阅读 · 2021年2月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
【泡泡一分钟】动态环境下稳健的单目SLAM
泡泡机器人SLAM
13+阅读 · 2018年3月22日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月24日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员