2、自动驾驶车辆编队与运动控制：模型与控制方法概述

自动驾驶车辆编队与运动控制：模型与控制方法概述

1. 引言

在当今交通领域，车辆编队（即一组协调行驶的车辆）的研究项目日益增多。车辆编队具有诸多显著优势，它能够提升基础设施的通行能力，同时增强安全性与舒适性。具体而言，编队行驶可实现燃油或能源的节约，提高交通效率，保障行车安全，并提升驾驶的舒适度。例如，在城市环境和高速公路上，自动化低速行驶的车辆能够更有效地利用可用空间。早期的一种策略是控制车辆之间的间距。为解决交通相关问题，人们提出了多种解决方案，涵盖基础设施改造、发展替代交通工具以及采用自动驾驶车辆编队等。研究表明，控制道路车辆的位置和速度可用于实现自主编队。

车辆编队是一种极为高效的运输方式，能够显著提高交通流量。此外，在搭载式运输或卡车拖挂汽车的场景中，还可能带来降低燃油消耗和减少人力的额外好处。一个典型的编队由一辆领跑车和多辆跟随的卡车组成。领跑车可以是自动驾驶的，也可以由驾驶员操控，其余车辆会保持安全距离跟随，以避免碰撞。

以下是本文的主要内容结构：
- 车辆编队的研究现状，列举一些相关研究项目。
- 具有必要特征的编队建模。
- 控制方法分析，提出全局车队模型。

首先，我们将快速回顾车辆编队的研究现状，介绍一些相关项目。接着，会给出最常用于编队的简化模型，并阐述常用的局部和全局控制策略。随后，我们将提出用于描述车队行为的几何、运动学和动力学模型。最后，在结论部分会提及一些潜在的研究方向，并指出尚未解决的问题。

2. 车辆编队研究现状

在全球范围内，出行和运输至关重要。欧盟正致力于在不久的将来为欧洲道路上的卡车编队制定相关政策法规。2016 年的“欧洲电动出行倡议”资助了 1