近年来随着信息通信技术、自动控制理论以及人工智能的不断发展,智能交通系统(Intelligent Transport System,简称ITS)逐渐在全世界范围内建立起来,作为智能驾驶网联化的重要示范,车队协同驾驶技术逐渐成为当前研究热点。车队协同驾驶指在保证安全性的前提下,将具备自主行驶能力的若干车辆组成一列或多列行驶速度相同、车辆间距较小的柔性汽车列队。车队技术在高速公路商用车运输上具有重要研究意义,队列行驶可以减小车辆之间的间距,降低空气阻力减少二氧化碳排放量,大大提高道路交通通行效率。但当前车队研究面临一定的挑战,经典的车队控制在应对外界交通干扰时往往表现不佳,尤其在处理中途插入、驶离以及重编队时效果不好。经调研,当前车队控制策略多为头车将行驶轨迹作为驾驶任务传递给跟随车,跟随车采用类似AGV的循迹跟随模式。在这样的模式下跟随车完全按照头车轨迹行驶,无法有效地应对外界交通干扰。针对这一问题,本文试图探索一种新的解决方案:将车道级驾驶任务作为车队跟随目标,跟随车进行方向与速度综合决策的运动预瞄,进而实现对整个车队的控制。基于这一思想,本文研究内容包括以下三个方面:第一,进行基于车道级驾驶任务规划的车队管理初步探索。车队中的头车进行车道级规划,生成候选行驶区域、最佳驾驶行为、推荐路径以及推荐车速;将生成的车道级驾驶任务作为车队的跟随目标传递给跟随车。确定车队信息传递的通信模块,包括通信拓扑结构以及具体通信内容。对车道级驾驶任务进行规划,通过通信模块对信息分配传递,完成车队编队、中途插入和驶离的车队管理初步探索。第二,建立基于方向与速度综合决策的运动预瞄跟随模型。模型要保证跟随车能够完成头车传来的驾驶任务,同时要具有应对交通干预的能力。该模型不仅要保证速度跟随性、距离跟随性和易操纵性,还要保证车队按照预期的车距行驶。最后,对车队控制策略进行仿真和验证。在驾驶模拟器搭建虚拟仿真场景,验证车队在直线行驶、转弯、换道、“S”型曲线等工况下的跟随情况;在虚拟场景中设置不同的路线,进行简单车队管理解决办法的仿真验证,将同一路段上的车辆组成车队,行驶过程中,其他车辆可以申请中途插入车队。当跟随车接收到的驾驶任务无法完成其宏观驾驶任务时可以发送离队申请,单独完成剩余的驾驶任务。实验结果表明本文建立的车队控制策略能够适应较为复杂交通环境,车队行驶过程中可以躲避外界交通干预,在多种工况下完成了较好的跟随效果;将车道级驾驶任务作为跟随目标可以有效地解决经典车队循迹跟随无法实现的车队编队、中途插入和驶离车队的问题,本文的车队控制策略在一定条件下能够满足上述工程需求。