Reference Tracking with Responsive Minimum-Separation Threat Areas Avoidance Method using PSO Based MPC Control

In this paper, we propose a solution for motion control of the object (agent) within a certain region of interest considering distance to actual reference trajectory and the threat posed by occurring hazardous regions of denial. In this application, a PSO (Particle Swarm Optimization) based MPC (Model Predictive Controller) will be designed, with the aim to achieve flexibility and responsiveness to changing environment conditions (such as appearing threats), that will allow for real short-time path adjustments. Presented approach allows for defining required effective separation between the agent and encountered and identified threats, preserving sensitivity for reference tracking errors.

---

W poniższym artykule, przedstawiamy propozycję rozwiązania umożliwiającego sterowanie ruchem obiektu (agenta) w zadanym obszarze zainteresowania, uwzględniając napotkane obszary zagrożenia oraz zmiany odległości od zadanej trajektorii ruchu. W tym celu zastosowany został kontroler predykcyjny MPC (Model Predictive Controller), wyposażony w optymalizator oparty na metodzie optymalizacji za pomocą roju cząstek PSO (Particle Swarm Optimization). Waściwości takiego kontrolera pozwalają na reagowanie na zmianę warunków otoczenia (takich jak pojawiające się zagrożenia), elastycznie i responsywnie dostosowując i korygując w czasie rzeczywistym krótkoterminową trajektorię. Przedstawiona strategia daje możliwość zdefiniowania efektywnej wymaganej separacji pomiędzy agentem a napotkanymi, zidentyfikowanymi zagrożeniami, jednocześnie zachowując podatność na błędy śledzenia trajektorii.