什么是Ipopt优化器?

Ipopt(Interior Point OPTimizer)是一款开源的数值优化求解器,专门用于解决大规模非线性规划问题。它采用内点法(Interior Point Method)作为核心算法,通过构造障碍函数将约束条件融入目标函数,在可行域内部寻找最优解。Ipopt以其高效的收敛性能和稳定的数值表现著称,尤其擅长处理具有复杂约束条件的高维优化问题,成为自动驾驶轨迹规划、控制分配等领域的首选工具之一。

在自动驾驶开发中,Ipopt常被用于求解车辆运动规划中的最优控制问题。例如在路径跟踪场景下,工程师需要同时满足动力学约束、避障约束和舒适性要求,这类多目标优化问题恰好是Ipopt的优势领域。通过将车辆动力学模型转化为状态方程约束,将安全边界转化为不等式约束,Ipopt能够快速计算出兼顾安全性与平顺性的最优轨迹。其C++接口与ROS的天然兼容性,更使其成为自动驾驶开发者工具箱中的标配组件。