智能汽车技术-凌永成编

前言

第1章绪论1

1.1智能汽车及其技术分级1

1.1.1智能汽车1

1.1.2智能汽车技术分级3

1.2智能汽车技术的发展6

1.2.1发展智能汽车的意义6

1.2.2智能汽车技术发展路线7

1.3智能汽车的技术体系8

1.3.1环境感知技术9

1.3.2决策规划技术9

1.3.3集成控制技术10

1.3.4测试评价技术10

1.3.5无人驾驶技术11

思考与实训12

第2章环境感知技术13

2.1环境感知技术简介13

2.1.1环境感知对象13

2.1.2环境感知方法14

2.2智能传感器18

2.2.1超声波雷达18

2.2.2毫米波雷达25

2.2.3激光雷达34

2.2.4视觉传感器48

2.3传感器融合技术69

2.3.1传感器的融合与同步69

2.3.2传感器融合原理70

2.3.3传感器融合方案71

2.4目标识别技术72

2.4.1道路识别技术72

2.4.2车辆识别技术83

2.4.3行人识别技术86

2.4.4交通标志识别技术104

2.4.5交通信号灯识别技术114

2.5人工智能与自动驾驶117

2.5.1人工智能技术117

2.5.2深度学习技术121

2.5.3语义分割技术124

思考与实训128

第3章定位导航技术129

3.1定位导航简介129

3.1.1定位导航的定义129

3.1.2定位导航方法131

3.1.3定位导航的精度要求133

3.2卫星定位技术134

3.2.1全球定位系统134

3.2.2差分全球定位系统139

3.2.3北斗卫星导航定位系统141

3.3惯性导航与航迹推算技术145

3.3.1惯性导航技术145

3.3.2航迹推算技术152

3.4即时定位与地图构建技术154

3.4.1视觉SLAM技术155

3.4.2激光SLAM技术159

3.4.3视觉SLAM与激光SLAM的比较160

3.5电子地图技术161

3.5.1导航电子地图161

3.5.2高精电子地图162

3.6路径规划技术166

3.6.1环境模型的建立方法167

3.6.2路径规划的经典算法168

3.6.3路径规划的智能算法170

思考与实训171

第4章网络通信技术173

4.1车联网简介173

4.1.1车联网的作用173

4.1.2车联网的体系结构174

4.1.3车联网的网络构成174

4.2车载网络技术175

4.2.1CAN总线技术176

4.2.2LIN总线技术177

4.2.3FlexRay总线技术178

4.2.4车载以太网技术179

4.3移动自组织网络技术180

4.3.1移动自组织网络的作用180

4.3.2移动自组织网络的特点181

4.3.3移动自组织网络的应用182

4.4V2X通信技术183

4.4.1V2X通信的技术流派183

4.4.2DSRC通信技术187

4.4.3LTE-V通信技术189

4.4.45G通信技术190

4.4.5V2X通信的安全风险191

4.4.6V2X通信的应用场景192

4.4.7DSRC与C-V2X的竞争197

4.5车路协同技术198

4.5.1车路协同的作用198

4.5.2车路协同的系统架构199

4.5.3车路协同的应用200

4.6车路协同技术前瞻201

4.6.1大数据技术201

4.6.2云计算技术203

4.6.3多接入边缘计算技术205

思考与实训211

第5章运动控制技术212

5.1概述212

5.2线控转向技术212

5.2.1线控转向系统212

5.2.2线控转向系统的组成213

5.2.3线控转向系统的工作原理214

5.2.4线控转向系统的特点216

5.3线控制动技术216

5.3.1线控制动系统216

5.3.2电控液压式制动系统218

5.3.3电控机械式制动系统222

5.4线控节气门技术223

5.4.1线控节气门223

5.4.2线控节气门系统的组成与工作原理224

5.4.3线控节气门的特点227

5.4.4纯电动汽车的加速踏板与车速控制227

5.5线控换档与线控悬架技术231

5.5.1线控换档技术231

5.5.2线控悬架技术233

5.6车辆运动控制234

5.6.1车辆纵向运动控制234

5.6.2车辆横向运动控制234

思考与实训235

第6章辅助驾驶技术236

6.1优选驾驶辅助系统236

6.1.1基本功能236

6.1.2拓展功能236

6.2前向碰撞预警系统238

6.2.1前向碰撞预警系统的作用238

6.2.2前向碰撞预警系统的组成239

6.2.3前向碰撞预警系统的原理240

6.3自动紧急制动系统240

6.3.1自动紧急制动系统的作用240

6.3.2自动紧急制动系统的组成241

6.3.3自动紧急制动系统的原理242

6.4车道偏离预警系统243

6.4.1车道偏离预警系统的作用243

6.4.2车道偏离预警系统的组成243

6.4.3车道偏离预警系统的原理244

6.5车道保持辅助系统245

6.5.1车道保持辅助系统的作用245

6.5.2车道保持辅助系统的组成246

6.5.3车道保持辅助系统的原理246

6.6自适应巡航控制系统247

6.6.1自适应巡航控制系统的作用247

6.6.2自适应巡航控制系统的组成249

6.6.3自适应巡航控制系统的原理251

6.7智能泊车辅助系统252

6.7.1智能泊车辅助系统的作用252

6.7.2智能泊车辅助系统的组成252

6.7.3智能泊车辅助系统的原理253

思考与实训254

第7章自动驾驶技术256

7.1自动驾驶系统256

7.1.1美国Waymo自动驾驶系统256

7.1.2百度Apollo自动驾驶系统256

7.2百度Apollo7.0系统架构257

7.2.1车辆认证平台258

7.2.2硬件开发平台258

7.2.3开源软件平台265

7.2.4云端服务平台278

思考与实训284

附录智能汽车技术实训指导书286

参考文献289

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智能汽车技术涉及人工智能、计算机、网络通信、电子控制（线控技术）等诸多前沿技术领域，是一个跨学科、跨专业的多学科交叉融合的庞杂技术体系，代表着未来汽车技术的发展方向

本书在简要介绍智能汽车的技术分级和发展趋势之后，重点阐述和讲授智能汽车的环境感知、定位导航、网络通信、运动控制和自动驾驶技术，对目前在高端汽车上广泛使用的优选驾驶辅助系统也作了充分的介绍，是一本内容广泛、简明扼要地反映智能汽车新技术、新知识的教材

本书为普通高等院校汽车类专业应用型本科教材，也可作为高等职业技术学院、高等工业专科学校以及职业培训学校的汽车类专业教材，还可作为广大汽车工程技术人员的参考读物

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