Model predictive control has been widely used in the field of autonomous racing and many data-driven approaches have been proposed to improve the closed-loop performance and to minimize lap time. However, it is often overlooked that a change in the environmental conditions, e.g., when it starts raining, it is not only required to adapt the predictive model but also the controller parameters need to be adjusted. In this paper, we address this challenge with the goal of requiring only few data. The key novelty of the proposed approach is that we leverage the learned dynamics model to encode the environmental condition as context. This insight allows us to employ contextual Bayesian optimization, thus accelerating the controller tuning problem when the environment changes and to transfer knowledge across different cars. The proposed framework is validated on an experimental platform with 1:28 scale RC race cars. We perform an extensive evaluation with more than 2'000 driven laps demonstrating that our approach successfully optimizes the lap time across different contexts faster compared to standard Bayesian optimization.


翻译:模型预测控制已被广泛用于自主赛车领域,并提出了许多数据驱动方法,以提高闭环性能和尽量减少时间,然而,人们往往忽视环境条件的变化,例如,在下雨开始下雨时,不仅需要调整预测模型,而且还需要调整控制器参数。在本文件中,我们应对这一挑战,只要求少量数据。拟议方法的关键新颖之处是,我们利用学习到的动态模型,将环境条件编译为背景。这种洞察使我们能够在环境变化时加快控制器调控问题的速度,并在不同的汽车之间转移知识。拟议框架在1:28比例的RC型赛车试验平台上得到验证。我们用2 000多圈的驱动力进行了广泛的评价,表明我们的方法成功地优化了不同环境的圈圈圈时间,比标准的Bayesian优化更快。

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