meco-group/fatrop

해결하는 문제

Fatrop는 제약 조건이 있는 비선형 최적 제어 문제(OCP)를 위한 빠르고 수치적으로 안정적인 솔버입니다. 상태와 입력에 대한 제약을 만족하면서도 동적 시스템의 최적 궤적과 제어 입력을 찾을 수 있습니다. 또한 밀집 문제(예: 역운동학)와 블록 희소 문제(예: SLAM)를 포함한 일반적인 비선형 계획 문제(NLP)를 위한 인터페이스도 제공합니다.

작동 방식

Fatrop는 Ipopt를 참고한 내점법을 사용하며, 고도의 수치 최적화 기법을 활용하여 안정성을 보장합니다. 고속성을 달성하기 위해 일반화 리카티 재귀 기반의 전용 선형 소거기와 BLASFEO를 통합하여 고성능 선형 대수를 구현합니다. 페널티 방법을 사용하지 않고 경로 등식 및 부등식 제약을 처리할 수 있으며, 정확한 라그랑주 헤시안 정보를 포함할 수 있습니다. 또한 원시 변수가 다양체(Lie group) 위에 존재하고 탐색 방향이 접공간에서 계산되는 다양체 위의 최적화도 지원합니다.

대상 사용자

복잡한 동적 시스템에 대한 궤적 최적화 및 제어가 필요한 로봇 공학 연구자 및 엔지니어, 그리고 SLAM, 번들 조정, 역운동학 작업을 수행하는 분들.

주요 특징

• 전용 선형 소거기와 BLASFEO 통합을 통해 높은 수치적 안정성과 속도를 제공.
• 사용자 제공 재구성(retraction)을 통해 다양체(Lie group) 위의 최적화 지원.
• 페널티 방법 없이 경로 제약을 효과적으로 처리.
• 다양한 문제 규모와 소규모 밀집 문제에 대응하는 OCP, 밀집 NLP, 그래프 NLP 인터페이스 제공.
• 문제 정의를 용이하게 하기 위해 CasADi와의 통합 제공.