智能交通系统是当今智慧城市发展中的一个重要环节,其本质是利用交通工程、控制工程、通讯传输技术、电子传感技术等多个领域成果,集成应用于城市地面交通的新型综合运输管理系统。本课题着眼于智能交通中的车辆控制系统,对其中智能车队的协同控制问题进行了深入的研究,车队的协同控制对于城市增大交通流量,减少燃油消耗,缓和交通拥堵有着重要意义。本文主要工作是通过MATLAB仿真和三台智能轮式移动机器人Pioneer3实验,验证设计和改进的车队协同控制策略,包括纵向控制和横向控制两个部分。具体研究内容包括以下几个方面:首先,对智能车队纵向控制现有控制算法进行了调研,并将其与当前控制领域的热点问题——多智能体系统一致性问题建立了联系。将智能车队系统看作多智能体系统理论中领导者-跟随者模型,利用图论和矩阵论等数学知识,用有向图来描述智能车之间的拓扑关系,在已有研究成果的基础之上,设计并改进了分布式纵向控制算法,分析了其单个车辆稳定性和车队稳定性。其次,学习研究了机器人Pioneer3的软件平台和硬件平台,并对其搭载了惯性测量单元、激光雷达等传感器进行了功能测试。分析了Pioneer3移动机器人的运动学模型和运动特性,针对本课题研究设计了关于小车车道保持的横向控制策略。最后,在Ubuntu操作系统的ROS环境下,用C语言编写了相应功能的节点,这些节点在无线网络环境下可实现多个移动机器人间的信息交互;针对Pioneer3设计并调试了控制器中相应参数,通过MATLAB仿真和Pioneer3实验,分别在车队行驶速度平稳时和领头车速度受到干扰时,验证了本课题中车队横向控制策略和纵向控制策略的有效性和准确性,实现了智能移动机器人车队的协同控制,并对全文做出总结。