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动态流中的能量-时间最优路径规划:理论和方案。 (英语) Zbl 07653065号

摘要:我们获得、求解并验证了动态流中能量-时间路径规划的基本微分方程。这些方程控制了自动驾驶汽车在已知动态环境中导航到任何目的地的能量-时间可达集、最优路径和最优控制,从而使能量使用和行驶时间最小化。该方法基于哈密尔顿-雅可比可达性理论和水平集方法,计算了多目标路径规划问题的帕累托最优解,数值求解了增广能量和物理空间域中可达前沿和最优路径演化的精确方程。我们的方法适用于各种动态流动环境和能源类型中的路径规划。我们首先通过一个穿越稳定喷流的基准案例验证了该方法,并将我们的结果与半分析最优能量时间解进行了比较。然后,我们考虑非定常流动环境,并求解准营养双旋涡流场中的能量-时间最优任务。结果表明,我们的理论和方案能够提供所有的能量-时间最优解,并且这些解会受到非定常流动条件的强烈影响。

MSC公司:

49纳米90 最优控制与微分对策的应用
49公里15 常微分方程问题的最优性条件
90B20型 运筹学中的交通问题
90C29型 多目标规划

软件:

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全文: 内政部

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