C2TE：面向订单灵活的多车队platoon合并的协调受约束任务执行设计
机器人学
2025-06-17 v1
摘要
本文提出一种分布式协调受约束任务执行(C2TE)算法，使来自不同车道的车辆团队能够合作地合并到一条希望沿所需车道行驶的订单灵活platoon中。在这种情况下，platoon在没有预先确定特定空间序列表达的情况下具有灵活性。为实现这种灵活性，我们首先将多车队platoon合并任务分为两个阶段，即合并前的规制和订单灵活platoon合并，然后将其形式化为分布式约束优化问题。特别地，通过将纵向距离规制和同车道碰撞避免子任务编码为相应的控制屏障函数(CBF)约束，Stage 1中的算法能够安全地扩大相邻车辆之间的足够纵向距离。随后，通过将横向收敛、纵向目标吸引以及邻近碰撞避免子任务编码为CBF约束，Stage~2中的算法能够有效实现订单灵活platoon。需要注意的是，通过纵向目标吸引和时间可变的邻近碰撞避免约束的相互作用，实现了订单灵活platoon。我们提供了在由灵活序列表达引起的强非线性耦合下，对可行性保证和严格的收敛分析。最后，使用三个自主移动车辆(AMV)进行实验，以验证该算法的有效性和灵活性，并进行大量仿真，以分别演示其在应对车辆突发故障、新出现的车辆、不同车道数、混合自主性和大规模场景时的鲁棒性、适应性和可扩展性。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.13202,
title = {C2TE: Coordinated Constrained Task Execution Design for Ordering-Flexible Multi-Vehicle Platoon Merging},
author = {Bin-Bin Hu and Yanxin Zhou and Henglai Wei and Shuo Cheng and Chen Lv},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13202},
year = {2025}
}