车辆编队的队形控制方法及应用综述

【摘要】车辆编队的队形控制研究主要集中于队形成形、队形切换和队形保持三个方面。首先介绍分析了多种队形控制方法包括行动选择法、人工势场法、虚拟结构法、复拉普拉斯矩阵法、领航-跟随法等控制方法；其次介绍了如公路无人卡车辆编队场景、无人战车编队场景等多智能车队形控制应用场景；最后总结了未来队形控制问题的一些研究方向。

【关键词】车辆编队；队形控制；无人车

0 引言

车联网技术的蓬勃发展为无人车辆编队的发展奠定了坚实的基础，并且车辆编队相关技术的研究也在一些领域逐渐开始发展，如民用物流产业的无人卡车编队或是军用的无人战车编队等[1]。车辆编队的队形控制问题是研究实现车辆编队的重要研究内容，而无人车作为智能体的一种，研究车辆编队队形控制问题也就类似于研究多智能体的队形控制策略问题。队形控制问题即是对多智能体群体的几何形态进行控制，当其在向预定的目标或方向前进时，能够使群体保持设定的队形，并且避免撞到障碍物和环境限界[2]。本文将主要介绍近些年车辆编队队形控制的主要研究问题，从多智能体角度出发总结一些适用于车辆编队分布式队形控制的方法并简要分析每种方法的特点，举例介绍两种队形控制应用场景，最后总结未来队形控制问题的一些研究方向。

1 队形控制主要研究内容

多智能体技术经历了十几年的发展，在队形控制方面的研究也日渐成熟，队形的形成、保持和变换过程是队形控制方面的主要研究点[3-4]。

1.1 队形形成

智能车辆在还未开始编队时在随机的位置，如何使车辆快速稳定的组织形成编队是首先要考虑的问题。队形形成过程的主要目标是让多智能体自主形成目标队形。

队

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