【C++】开源：Ipopt、OSQP、osqp-eigen常用求解器配置使用
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这篇文章主要介绍Ipopt、OSQP、osqp-eigen常用求解器配置使用。
无专精则不能成，无涉猎则不能通。——梁启超
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文章目录
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- :smirk:1. 项目介绍
- :blush:2. Ipopt配置使用
- :satisfied:3. OSQP、osqp-eigen配置使用
1. 项目介绍
Ipopt项目Github地址：https://github.com/coin-or/Ipopt
OSQP项目Github地址：https://github.com/osqp/osqp
osqp-eigen项目Github地址：https://github.com/robotology/osqp-eigen
Ipopt（Interior Point OPTimizer）是一个强大的非线性优化求解器。它被广泛用于数学建模和优化问题，特别是连续优化问题。Ipopt基于内点法算法，可以高效地解决大规模非线性约束优化问题。它支持连续变量和离散变量，并能处理不等式约束、等式约束和混合约束。Ipopt是一个开源库，可以在商业和学术项目中免费使用。
ipopt文档：https://coin-or.github.io/Ipopt/
OSQP（Operator Splitting Quadratic Program）是一个快速的凸二次规划求解器。它基于ADMM（Alternating Direction Method of Multipliers）算法，能够高效地求解大规模凸二次规划问题。OSQP对于需要在实时或嵌入式系统中求解二次规划问题非常有用，因为它具有低内存占用和快速求解的特点。OSQP也是一个开源库，可以免费使用并适用于商业和学术项目。
osqp-eigen是一个与OSQP库集成的C++接口库。它将OSQP库与Eigen线性代数库相结合，使用户可以方便地在C++环境中使用OSQP进行凸二次规划求解。osqp-eigen提供了一个简单而直观的API，使用户可以轻松地定义问题并使用OSQP进行求解。通过osqp-eigen，您可以使用Eigen的矩阵和向量类型来定义问题，并且能够直接访问OSQP的高性能二次规划求解功能。
2. Ipopt配置使用
下面进行环境配置：
# apt安装
sudo apt install coinor-libipopt-dev
apt安装的，在使用头文件时，需要加上宏定义，否则会出现“不包含cstddef或stddef”的错误。
#define HAVE_CSTDDEF
#include # 源码安装
# 安装CppAd、blas、curses、coinor等依赖项
sudo apt-get install -y cppad gfortran libncurses5-dev libncursesw5-dev coinor-libipopt-dev libmetis-dev
# 下载编译
wget https://www.coin-or.org/download/source/Ipopt/Ipopt-3.12.7.zip
unzip Ipopt-3.12.7.zip
cd Ipopt-3.12.7
./configure
# 一定要看到配置成功
make
sudo make install
# 好像这个库安装会在本地，cmake文件引用一下绝对路径比较靠谱，也可以cp到系统路径
cmake引用示例：
include_directories(/usr/local/include/coin-or ./include /data/test_cpp/EMplanner/Ipopt/Ipopt-3.12.7/include/coin)
link_directories(/usr/local/lib ./lib /data/test_cpp/EMplanner/Ipopt/Ipopt-3.12.7/lib)
target_link_libraries(main ipopt lapack blas)
之前参考过的文章：
https://blog.csdn.net/qcxyliyong/article/details/103348632
https://zhuanlan.zhihu.com/p/520848641
https://blog.csdn.net/chentao1206/article/details/51280610
https://blog.csdn.net/weixin_34945803/article/details/118582379
https://www.chuxin911.com/IPOPT_intro_20210906/
3. OSQP、osqp-eigen配置使用
下面进行环境配置：
OSQP：
# 安装依赖
sudo apt install build-essential cmake git libeigen3-dev
git clone https://github.com/oxfordcontrol/osqp
cd osqp
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install
osqp-eigen：
git clone https://github.com/robotology/osqp-eigen.git
cd osqp-eigen
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install
cmakelists.txt中引用OSQP的示例：
find_package(Eigen3 REQUIRED) # eigen3
find_package(osqp REQUIRED)
find_package(OsqpEigen REQUIRED)
target_link_libraries(main Eigen3::Eigen osqp::osqp OsqpEigen::OsqpEigen
)
另外，QPOASES 也是一个高效的二次规划求解器，基于C++编写，适用于中小规模的问题，并且具有快速的求解速度和较低的内存消耗。
sudo apt-get install cmake g++ gfortran
git clone https://github.com/coin-or/qpOASES.git
cd qpOASES
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install
以上。