多智能车协作控制系统国内外研究现状和发展趋势

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多智能车协作控制系统是集机械、电子、无线通信、计算机、控制等多科学于一体的综合性系统[6]。在智能交通或者多智能车协作系统中行驶在城市道路或高速公路上多的智能车采用摄像头，ccd等机器视觉、激光雷达红外GPS磁传感器等定位传感器、达到多种类传感器融合的自主导航模式，智能车之间以及智能车与交通控制中心和道路设施之间通过无线网络交换行驶过程中的位置速度目标位置等信息，实现主动的协作，从而保证系统的安全和高效。在交通安全隐患上升、交通越来越堵、环境保护的需求、天气不好所带来的视觉等干扰和节能减排等更多的工艺要求及多重现实压力下，多智能车协作系统要求更高的效率和效益（低功耗），因此其发展受到了各国的重视。目前智能交通系统在各个国家尚处于研究与试验阶段，美国、欧洲、日本和中国都对智能交通系统（ITS）有所研究。如果我们队ITS领域进行分类，美国的 ITS 研究领域包括：1)先进交通管理系统(ATMS)；2)先进出行信息服务系统(ATIS)；3)先进公共交通管理系统(APIS)；4)先进乡村运输系统(ARTS)；5)商业车辆运营系统(CVOS)；6)先进车辆控制和安全系统(AVCSS)；7)自动公路系统(AHS)。在上述应用研究我们可以看出，大部分研究是通过不断提高交通管理系统的智能化和自动化程度来提高智能交通运输系统的工作效率。69791

目前在世界上有应用智能交通系统地区最为广泛的国家是日本，日本的ITS系统已经相当完备和成熟，其次美国、欧洲等地区也开始普遍应用。中国的智能交通系统也发展迅速，在北京、上海、广州等对交通要求高的大城市已经建设了较为先进的智能交通系统；其中，如同北京已经建立了智能道路交通控制系统、公共交通指挥与调度系统、智能高速公路管理系统和紧急事件管理的4大ITS系统；广州已经建立了公共交通信息共用主平台、物流信息平台及静态交通管理系统这3大ITS系统。随着智能交通系统技术的发展，智能交通系统将在交通运输行业得到越来越广泛的运用。

国内发展状况：上海交通大学智能车实验室研制了一种基于视觉传感器、磁传感器、激光雷达等传感器的导航智能车CyberC3。并于2007年5月在上海“东方绿舟”进行了公开演示。CyberC3智能车不但已经研究成功，并且已经能够作为运输工具构成公园的公共交通运输系统。上海交通大学智能车实验室基于在CvberC3智能车系统进行的车队启停、路口协作、编队等实验和研究[8]。

国外发展情况：自上世纪80 年代开始，国外研究者针对利用多智能体协作系统来完成特定任务的进行研究，系统由多台智能机器人或移动机器人组成，并且开发出一套成熟且具有代表性的多机器人或智能车协作系统，如 CEBOT，ALLIANCE，MRCAS [9] 在过去的二十年中，在智能交通领域，已经有几种智能车辆协调工作框架被提出。例如，对自动公路系统操作的混合层次框架（AHS）已在道路工程提出，包括五层框架（Varaiya，P.，1993）。这个框架的协调控制是基于博弈论和车辆在紧密间隔的群体运输，用于增加公路进出量。通信车之间的一个共同的框架已经在海豚项目提供，包括三层：车辆控制层，车辆管理层、和交通控制层（Tsugaw，S.；et al.，2000）。对智能车辆协调问题进行了大量相关研究[10]。论文网

国外也很重视智能交通的发展：包括美国 CMU 大学的 NavLab-5 系统，德国联邦国防军大学的 VaMP 系统，意大利帕尔玛大学的 ARGO 系统，法国的 CyberCars 系统等系统都是国外较典型的智能交通或智能车协作系统。美国国防部高级研究规划局(DARPA)自2004 年以来先后举行了三届智能车挑战赛，，这将进一步推动了智能车技术的发展。其中包括针对沙漠环境、城市道路环境下的智能车挑战赛，其中斯坦福大学的智能车 Stanley 和 CMU 的智能车BOSS 先后获得两届冠军。目前智能车能在复杂的模拟城市街道环境中自行驾驶，同时与其他智能车和 50 辆普通车辆之间进行较量。