meco-group/fatrop

解决的问题

Fatrop 是一个用于约束非线性最优控制问题（OCP）的快速且数值稳健的求解器。它允许用户在满足状态和输入约束的前提下，为动态系统找到最优轨迹和控制输入。它还提供了通用非线性规划问题（NLP）的接口，包括密集问题（如逆运动学）和块稀疏问题（如SLAM）。

工作原理

Fatrop 使用受 Ipopt 启发的内点算法，采用先进的数值优化技术以确保稳健性。为了实现高速性能，它利用基于广义里卡蒂递推的专用线性求解器，并集成 BLASFEO 以实现高性能线性代数运算。它无需使用惩罚方法即可处理路径等式和不等式约束，并可包含精确的拉格朗日海森矩阵信息。它还支持在流形（李群）上的优化，其中原始变量位于流形上，搜索方向在切空间中计算。

适用人群

需要对复杂动态系统进行轨迹优化和控制的机器人研究人员和工程师，以及从事SLAM、捆绑调整和逆运动学工作的人员。

主要亮点

• 通过专用线性求解器和 BLASFEO 集成，实现高数值稳健性和高速度。
• 通过用户提供的重投影（retraction）支持在流形（李群）上的优化。
• 无需惩罚方法即可有效处理路径约束。
• 提供多种接口：适用于不同问题规模和小规模密集问题的 OCP、密集 NLP 和图 NLP。
• 与 CasADi 集成，便于问题定义。