基于CL-RRT与MPC的舰载机牵引系统路径规划

作者：孙家玮; 余明晖^*; 杨大鹏; 汤皓泉; 卞大鹏

来源：系统工程与电子技术, 2023, 1-14.

• 舰载机牵引系统
• 闭环快速随机搜索树
• 模型预测控制
• 路径规划

针对舰载机在甲板狭小、复杂环境下的调运过程，结合闭环快速随机搜索树（Close Loop Rapidly Exploring Random Trees，CL-RRT）和模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）提出一种舰载机牵引系统的路径规划算法。首先，在CL-RRT中采用纯追踪器与线性二次型（Linear Quadratic，LQ）控制器得到系统的控制输入并向前仿真得到规划路径，其次将已得路径进行等比缩放与插值作为MPC的初始解，最后设置MPC的目标函数等并解得最终路径。展开自定义三个场景下的仿真实验，通过与CL-RRT算法的实验结果进行比较，验证本文算法的优越性。实验结果表明，本文提出的算法可有效解决因采样随机性带来解质量不佳的问题，提升舰载机在甲板上的调运效率与安全性。

• 单位
  中国舰船研究设计中心; 自动化学院; 华中科技大学