Publication

laOPT: A Native C++ Optimal Control Toolbox for High-Performance Implementations, and Application to Racing

2026

Résumé

We present laOPT, a native C++ toolbox for highperformance optimal control applications. The optimal control problem formulated by the user through an intuitive highlevel interface is transcribed into a nonlinear program (NLP). laOPT offers solver interfaces to interior point and sequential quadratic programming (SQP) methods. In particular, the laOPT SQP solver can interface with various established QP solvers. Thanks to template programming, C++ compilers can optimize the solver executable for maximum runtime performance. We demonstrate the capabilities of laOPT on a highspeed mini race car experiment and benchmark against stateof-the-art optimization packages.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/3da2cc1c-2af0-4904-8313-48fb578c1851

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Concepts associés (20)

Optimisation non linéaire

En optimisation, vue comme branche des mathématiques, l'optimisation non linéaire (en anglais : nonlinear programming – NLP) s'occupe principalement des problèmes d'optimisation dont les données, i.e., les fonctions et ensembles définissant ces problèmes, sont non linéaires, mais sont aussi différentiables autant de fois que nécessaire pour l'établissement des outils théoriques, comme les conditions d'optimalité, ou pour la bonne marche des algorithmes de résolution qui y sont introduits et analysés.

Optimisation quadratique successive

L'optimisation quadratique successive est un algorithme de résolution d'un problème d'optimisation non linéaire. Un tel problème consiste à déterminer des paramètres qui minimisent une fonction, tout en respectant des contraintes d'égalité et d'inégalité sur ces paramètres. On parle aussi de l'algorithme OQS pour Optimisation Quadratique Successive ou de l'algorithme SQP pour Sequential Quadratic Programming, en anglais. C'est un algorithme newtonien appliqué aux conditions d'optimalité du premier ordre du problème.

Métaprogrammation avec des patrons

La métaprogrammation avec des patrons est une technique de programmation dans laquelle les patrons sont utilisés de sorte que le compilateur, lors de la compilation du code, exécute un programme. Ces programmes peuvent générer des constantes ou des structures de données. Cette technique est utilisée principalement dans le langage de programmation C++. L'exemple simple de calcul de factorielle avec récursion illustre bien ce qu'est la « programmation lors de la compilation ».

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