面向带有扰动抑制的自主表面车辆协同对接的模型预测控制
机器人学
2025-12-09 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
无人表面车辆(USV)是一种流行且高效的水上作业工具，广泛应用于各种水基任务。当多个USV在同一区域运行时，可能需要相互对接以执行共享任务。现有的USV间对接方法通常将一个USV视为静止目标，而将另一个USV任务指派为到达所需的对接姿态。在本工作中，我们提出了一种USV-USV协同对接方法，两个USV共同在达成一致的位置进行对接。我们采用集中式模型预测控制(MPC)方法求解控制问题，获得可行的轨迹并保证约束满足。凭借其基于模型的特性，本方法允许通过MPC预测模型预见扰动对USV的影响来抑制扰动，包括外源输入。这在扰动几乎为静止的情况下（例如水流）尤其有效。在仿真中，我们展示了该方法相较于现有方法实现了更快更高效的对接。
引用
@article{arxiv.2512.07316,
title = {Model Predictive Control for Cooperative Docking Between Autonomous Surface Vehicles with Disturbance Rejection},
author = {Gianpietro Battocletti and Dimitris Boskos and Bart De Schutter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07316},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 4 figures, submitted to IFAC World Congress 2026