群体队形控制是人群仿真技术和计算机动画的重要分支,对于编队控制、队形设计等具有重要意义,已应用在游戏、动画、群机器人系统等诸多领域。本文结合几何约束机制,研究Power图下的异构群体队形控制方法,从个体分布、路径规划、碰撞避免、队形约束、光滑控制等多个方面,综合提出一种队形变换控制方法,可实现过渡光滑、过程整齐、队形优化、路径条理的群体队形变换结果。本文的主要研究工作如下：1)综述队形控制方法,对现有方法的优点和缺点进行分析和讨论。2)提出面向Power图的PD-Lloyd算法,进行覆盖路径规划和碰撞避免。考虑个体移动的物理特性,不同个体移动速度应在正常水平内保持相同或相近,并根据运动过程中是否发生停止等待提出两种优化策略解决匀速控制问题,以增强算法效果和可信度。3)结合Morphing, Power图和Lloyd方法提出异构群体队形控制方法。首先采用Morphing方法生成由初始队形到目标队形的一系列中间约束形状,保证队形变换平滑性。然后引入基于质心的容量限制Power图(Centroidal Capacity Constrained Power Diagram, CCCPD)建立约束形状内部布局,产生异构分布。最后通过PD-Lloyd路径规划算法进行CCCPD上的覆盖路径规划,实现平滑且条理的变换结果。4)设计并实现原型系统,通过实验证明所提方法的有效性。