多智能车协作为智能交通运输系统的安全和高效提供了新的解决方案,有助于解决交通事故、道路阻塞和节能环保等实际问题,然而针对多车协作的研究侧重于软件仿真,因为采用实际车辆在人力、时间与资源方面成本很高,研究进展缓慢。为此,本文设计并实现了基于智能小车平台的多车协作硬件仿真系统。为提高硬件仿真系统的可行性,设计了在动力学、导航、定位等方面能够仿真实际智能车的智能小车平台;并针对具有复杂网状结构特点的典型交通场景,在不具备GPS定位功能的条件下,本文在建立两层结构的地图数据库基础上,采用里程计与视觉检测路标的方法实现智能车在全局地图中的纵向定位,完成了多车协作系统的基础设计。针对多智能车协作对实时性、可靠性及分布式协作的要求,本文构建了多车协作通信协议架构,分别对物理层和MAC层进行设计,设计了基于RR-ALOHA(Reliable Reserved ALOHA)的信道访问控制协议,通过动态时分复用信道提高车间通信的实时性,通过使用预约时隙和广播机制提高通信的可靠性与分布式特性,同时为区域多智能车协作应用提供了应用程序接口。在设计与实现了基于智能小车的多车协作硬件仿真平台的基础上,本文针对典型场景下分布式的多车协作算法进行研究,提出了以基本车辆行驶方式为基础的协作决策模型,并针对车队、超车设计了基于LQ控制的跟随控制算法,在保证安全行驶的同时,提高了道路利用率和车流速率;针对路口设计了基于冲突表的分布式协作算法,提高了路口协作的安全性和灵活性。通过大量实验,不仅验证了协作算法应用于实际交通系统的可行性,而且验证了多车协作硬件仿真系统的可行性和可靠性。