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龍圖騰網恭喜南通智行未來車聯網創新中心有限公司申請的專利基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115562310B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-06發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211384495.3，技術領域涉及：G05D1/43；該發明授權基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法是由劉云平;許長勇;龔毅光;馬金虎;孫偉業;王繼飛;范嘉宇;尹澤凡;朱慧明設計研發完成，并于2022-11-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法，首先建立基于距離?角度的無人車領航?跟隨編隊模型，設計固定時間滑模控制器，使系統的軌跡跟蹤誤差能夠沿所提出的固定時間滑模面收斂到零，且不依賴系統的初始值。系統具有良好的穩定性和收斂性，無人車編隊隊形生成和保持能力得到有效提高。其次，采用編隊整體避障方式，提出了考慮環境約束的無人車隊形動態變換避障策略。建立隊形知識庫，設計零隊形變換、隊形收縮變換和隊形切換變換三種編隊避障模式，設計隊形變換性能評價指標，建立編隊隊形動態變換決策機制，使無人車編隊能夠在不同障礙環境下做出最優隊形變換選擇，有效提高了無人車編隊的避障效率。

本發明授權基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法在權利要求書中公布了：1.一種基于滑模控制及評價指標的無人車編隊避障方法，其特征在于：該方法主要包含無人車編隊控制算法設計、無人車編隊整體避障策略設計和隊形恢復三部分；A、無人車編隊控制算法設計：建立無人車領航-跟隨編隊模型，設計固定時間滑模編隊控制器，固定時間滑模控制器能夠在固定時間內將無人車編隊的跟蹤誤差收斂到零，且不依賴系統的初始值；B、無人車編隊整體避障策略設計：采用編隊整體避障方式，設計了編隊整體避障策略，建立隊形知識庫，設計考慮環境約束的無人車編隊整體避障策略；建立隊形知識庫，設計零隊形變換、隊形收縮變換和隊形切換變換三種編隊避障模式，設定隊形變換性能評價指標，建立隊形動態變換決策機制，使無人車編隊能夠在不同障礙環境下做出最優隊形變換選擇，編隊的整體性得到有效保證；C、隊形恢復：領航無人車檢測到最后一輛無人車通過障礙區域后，下發隊形恢復指令，無人車重新調整自身位姿，恢復到隊形變換之前的期望隊形，繼續執行任務；無人車編隊控制算法設計的具體步驟如下：A、建立領航-跟隨編隊模型：領航無人車i根據給定的線速度v和給定的角速度ω在二維平面進行運動，跟隨無人車j只需保持期望的相對距離和相對角度跟隨領航無人車一起運動，即可形成期望的編隊隊形；通過這種控制結構，整個無人車編隊控制問題就可以轉化為跟隨無人車對領航無人車的軌跡跟蹤問題；每輛無人車的運動學模型如式1所示： 下標j代表著第j個跟隨無人車，Lr是UGV質心與車輪軸距的距離，q＝x,y,θT表示無人車在x,O,y坐標系中的位姿向量，表示無人車在參考軌跡點的位姿向量，Lij表示跟隨無人車與領航無人車之間的相對距離，ψij表示跟隨無人車與領航無人車之間的相對轉角，θ表示無人車運動的方向，即速度向量v與θ軸正方向的夾角，也是無人車的航向角；通過空間幾何關系運算，可得到無人車編隊軌跡跟蹤誤差模型為： 其中，表示無人車編隊的橫向軌跡跟蹤誤差，表示無人車編隊的縱向軌跡跟蹤誤差，表示無人車編隊軌跡跟蹤誤差； B、設計固定時間滑模控制器，使得跟隨無人車與領航無人車之間的軌跡跟蹤誤差收斂到原點的最小鄰域內；設計滑模面和固定時間滑模控律為： 經過系列數學運算，可得到最終固定時間滑模控制律為： 其中，α和β為固定時間滑模控制律固定參數；設計的固定時間滑模控制器能夠使無人車編隊在固定時間內跟蹤上領航無人車軌跡，各跟隨無人車軌跡跟蹤誤差能在固定時間內快速收斂到零，且不依賴于系統的初始值；C、建立隊形知識庫：建立隊形知識庫的目的是為了無人車編隊在避障過程中，可根據隊形變換模式從建立的隊形知識庫直接選擇合適的隊形進行避障；首先為每輛無人車分配一個專屬的編號用以標記不同的無人車，如Q1、Q2；將領航無人車的編號設為1，其他跟隨無人車的編號依次為2、3…，n，n為無人車編隊的車輛個數，建立參數矩陣，用來表示無人車之間的位姿關系，其表達關系如下式所示： 其中，矩陣H代表的是無人車隊形知識庫中某一編隊隊形的參數值，矩陣Hsj表示此隊形中的第j個無人車Qj的狀態值；在矩陣Hsj中，h1j表示第j個無人車Qj的編號信息，h2j表示j個無人車Qj要跟蹤的領航無人車Q1的編號，h3j表示無人車Qj與領航無人車Q1的期望相對距離，h4j表示Qj與Q1的期望相對角度，通過建立編隊隊形知識庫，無人車編隊在進行隊形切換避障時能夠快速有效地進行隊形切換，從而通過障礙區域。

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