李永福 邬昌强 朱 浩 唐晓铭

1.重庆邮电大学自动化学院智能空地协同控制重庆市高校重点实验室 重庆 400065

近年来,随着车车/车路(Vehicle-to-vehicle/vehicle-to-infrastructure,V2V/V2I,简称V2X)[1]通信技术的迅速发展,使智能网联车辆(Connected vehicles,CVs)[2-4]能够通过V2X 通信技术实现车、路和后台的互联互通,从而为智能交通系统的环境感知、建模、协同控制及管理决策提供了完备的信息.轨迹跟踪控制(Trajectory tracking control)[5-6]是智能网联车辆运动控制的关键问题,轨迹跟踪控制形成的车辆队列行驶模式可以有效地减缓交通拥堵、减少能源消耗和增加道路通行能力[7-9].因此,车辆轨迹跟踪控制问题已经成为中外学者研究的热点,绝大部分研究主要通过保证位置跟踪误差和速度的一致性来解决轨迹跟踪控制问题.

对于车辆轨迹跟踪控制问题,控制理论和交通工程这两个角度有着不同的关注点.从控制理论的角度出发,是将车辆看作一个独立的节点.然后,专注于车辆状态信息,设计轨迹跟踪控制器来确保轨迹跟踪性能.然而,车辆运动之间的耦合关系和速度约束经常被忽略,导致负的位置跟踪误差和负速度的出现,即意味着车辆间的安全距离不能被保证,更严重的是追尾事故有可能发生.从交通工程的角度出发,主要提出合适的交通流模型来刻画车辆间的非线性关系.

在车辆轨迹跟踪控制的文献中,轨迹跟踪控制方法主要分为线性控制和非线性控制.在线性控制方面,基于几何学的控制框架,Invernizzi 和Lovera[10]提出一种控制律来……