智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
定 價(jià)：49 元
叢書名：新工科·普通高等教育汽車類系列教材
- 作者：胡遠(yuǎn)志劉西魏嘉浩編著
- 出版時(shí)間：2023/6/1
- ISBN：9787111720324
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：U463.61
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書對(duì)智能駕駛系統(tǒng)、控制理論和配套的智能駕駛實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，內(nèi)容包括智能駕駛所涉及的環(huán)境感知、規(guī)劃決策、控制執(zhí)行、ADAS多級(jí)輔助系統(tǒng)等方面；對(duì)車道保持輔助、主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞、自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航和自動(dòng)泊車這五個(gè)智能駕駛系統(tǒng)，從系統(tǒng)組成、工作原理、設(shè)計(jì)要求、算法開發(fā)、仿真測(cè)試和基于配套的智能小車開發(fā)實(shí)踐進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)例講解。
本書的目標(biāo)讀者為具有一定智能駕駛知識(shí)基礎(chǔ)和語(yǔ)言編程基礎(chǔ)，有意或已經(jīng)進(jìn)入智能駕駛領(lǐng)域的學(xué)生或工程師。本書可以作為車輛工程專業(yè)和智能車輛工程專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生學(xué)習(xí)的教材及教師參考用書，也可作為汽車企業(yè)人才培訓(xùn)和理工科院校人工智能、自動(dòng)化、電子電器、機(jī)器人等專業(yè)的學(xué)習(xí)參考教程。完成本書的學(xué)習(xí)能對(duì)智能駕駛系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)有較為全面的認(rèn)知，能迅速提升參與相關(guān)智能駕駛系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目的工作能力。
本書配有PPT課件和部分演示視頻，免費(fèi)贈(zèng)送給采用本書作為教材的教師，可登錄www.cmpedu.com注冊(cè)下載。
智能駕駛是一個(gè)集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通信、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是典型的高新技術(shù)綜合體。
由于智能駕駛跨學(xué)科知識(shí)融合的背景，其人才培養(yǎng)要求教師注重課堂內(nèi)外的有效融合，實(shí)施實(shí)踐與理論并重的新型課堂教學(xué)模式，才能使人學(xué)以致用。國(guó)內(nèi)智能駕駛書籍雖不在少數(shù)，但大多偏向于介紹智能駕駛系統(tǒng)組成及工作原理，偏向于科普層面，實(shí)踐操作性較低，讀者僅能從中了解技術(shù)原理及現(xiàn)狀，很難獲得直接的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致人才培養(yǎng)難以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。
另外，智能駕駛對(duì)于超過(guò)一個(gè)班級(jí)（40人左右）的全專業(yè)人才培養(yǎng)，在實(shí)踐方面由于師資力量、場(chǎng)地資金限制、課程時(shí)長(zhǎng)安排等因素，大型的車規(guī)級(jí)實(shí)踐教學(xué)設(shè)備必然存在設(shè)備臺(tái)套數(shù)與學(xué)生人數(shù)的矛盾，因此基于桌面級(jí)智能小車的智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐是智能駕駛?cè)瞬排囵B(yǎng)重要的學(xué)習(xí)手段。
本書配套桌面級(jí)智能小車，依托于車道保持輔助、主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞、自動(dòng)緊急制動(dòng)、自適應(yīng)巡航和自動(dòng)泊車五個(gè)智能駕駛系統(tǒng)項(xiàng)目案例，對(duì)于智能駕駛技術(shù)從系統(tǒng)組成、工作原理、設(shè)計(jì)要求、算法開發(fā)、仿真測(cè)試和基于配套的智能小車開發(fā)實(shí)踐進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)例講解，實(shí)踐性很強(qiáng)，結(jié)合智能網(wǎng)聯(lián)小車開發(fā)平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)原理層面的智能駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)及測(cè)試，幫助讀者建立起相關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)踐流程，并對(duì)智能駕駛研究發(fā)展趨勢(shì)有一定的了解。本書用直接的方式引導(dǎo)讀者分析和解決智能駕駛設(shè)計(jì)與實(shí)踐問(wèn)題，可讓初學(xué)者以快的方式和時(shí)間進(jìn)入自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。
全書共8章，第1章智能駕駛系統(tǒng)概述，可讓讀者對(duì)于智能駕駛前沿技術(shù)有較為全面的了解；第2章智能駕駛實(shí)踐平臺(tái)簡(jiǎn)介，對(duì)于本書的實(shí)踐平臺(tái)——智能網(wǎng)聯(lián)小車進(jìn)行介紹；第3章控制理論基礎(chǔ)，能夠讓讀者掌握控制理論和車輛運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)；第4～8章對(duì)于車道保持輔助系統(tǒng)、主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航系統(tǒng)和自動(dòng)泊車系統(tǒng)這五個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)實(shí)例講解，基于編著者團(tuán)隊(duì)開發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)小車，讓讀者對(duì)于每個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作原理、算法開發(fā)、仿真測(cè)試和實(shí)車測(cè)試具備全方位深入的認(rèn)知，從而迅速提升參與相關(guān)智能駕駛系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目的工作能力。
本書由重慶理工大學(xué)胡遠(yuǎn)志教授、劉西教授和樂(lè)知行（重慶）科技有限公司魏嘉浩共同編著。研究生曾憲員、祝恩朋、張隆、施友寧、李浩、宋佳、李東峻、蔣濤、李世杰、夏環(huán)、李建飛等人進(jìn)行了資料搜集與整理工作。特別感謝樂(lè)知行（重慶）科技有限公司，他們提供的桌面級(jí)智能小車實(shí)現(xiàn)了本書的開發(fā)實(shí)踐應(yīng)用。感謝多年來(lái)給予編著者團(tuán)隊(duì)大力支持和幫助的各位師長(zhǎng)、同事和朋友們。對(duì)于書中內(nèi)容的表述存在疏漏不當(dāng)之處，衷心希望各位專家學(xué)者和廣大讀者不吝批評(píng)、指正。
編著者
前言
第1章智能駕駛系統(tǒng)概述1
1.1智能駕駛簡(jiǎn)介1
1.1.1智能駕駛分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1
1.1.2智能駕駛技術(shù)結(jié)構(gòu)6
1.2環(huán)境感知技術(shù)7
1.2.1激光雷達(dá)7
1.2.2毫米波雷達(dá)10
1.2.3普通攝像頭11
1.2.4深度攝像頭12
1.3導(dǎo)航與定位技術(shù)14
1.3.1衛(wèi)星與慣性傳感器組合定位15
1.3.2傳感器與高精度地圖融合匹配定位16
1.3.3同時(shí)定位與建圖17
1.4高精度地圖19
1.4.1高精度地圖的概念及特點(diǎn)19
1.4.2高精度地圖的制作流程20
1.4.3高精度地圖的應(yīng)用21
1.5規(guī)劃與決策控制22
1.5.1路由尋徑23
1.5.2行為決策24
1.5.3動(dòng)作規(guī)劃25
1.5.4反饋控制26
1.6智能駕駛計(jì)算平臺(tái)27
1.6.1基于GPU的計(jì)算解決方案27
1.6.2基于DSP的計(jì)算解決方案28
1.6.3基于FPGA的計(jì)算解決方案29
1.6.4基于ASIC的計(jì)算解決方案30
1.6.5基于云計(jì)算的自動(dòng)駕駛開發(fā)平臺(tái)30
1.6.6其他計(jì)算解決方案32
1.7V2X技術(shù)33
1.7.1V2X分類概念34
1.7.2V2X通信技術(shù)35
1.7.3V2X應(yīng)用場(chǎng)景37
第2章智能駕駛實(shí)踐平臺(tái)簡(jiǎn)介39
2.1智能小車整體架構(gòu)39
2.1.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)39
2.1.2懸架系統(tǒng)41
2.1.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)42
2.2智能小車環(huán)境感知45
2.2.1杜邦線45
2.2.2霍爾傳感器45
2.2.3超聲波測(cè)距傳感器46
2.2.4攝像頭47
2.2.5激光雷達(dá)48
2.3智能小車計(jì)算平臺(tái)49
2.3.1樹莓派接口及配件介紹50
2.3.2樹莓派系統(tǒng)燒錄與配置52
2.3.3開發(fā)工具55
2.3.4MATLAB/Simulink配置方法62
第3章控制理論基礎(chǔ)67
3.1控制理論67
3.1.1經(jīng)典控制理論67
3.1.2現(xiàn)代控制理論69
3.1.3智能控制理論74
3.2車輛模型76
3.2.1車輛動(dòng)力學(xué)77
3.2.2車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)80
3.3車輛運(yùn)動(dòng)控制82
3.3.1概述82
3.3.2橫向控制83
3.3.3縱向控制83
3.3.4橫縱向耦合控制84
第4章車道保持輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐86
4.1車道保持輔助系統(tǒng)簡(jiǎn)介86
4.1.1車道保持輔助系統(tǒng)組成及工作原理86
4.1.2設(shè)計(jì)要求88
4.1.3功能要求89
4.1.4開發(fā)流程90
4.2算法及仿真91
4.2.1車道線檢測(cè)方法92
4.2.2車道偏離預(yù)警算法95
4.2.3車道保持控制算法96
4.2.4車道保持輔助系統(tǒng)仿真測(cè)試97
4.3智能小車LKAS系統(tǒng)實(shí)踐99
4.3.1開發(fā)方法與流程99
4.3.2建模與分析100
4.3.3功能實(shí)踐與測(cè)試103
第5章主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐105
5.1主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)105
5.1.1主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)組成105
5.1.2設(shè)計(jì)要求107
5.1.3功能要求107
5.2主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)算法及仿真108
5.2.1車輛轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型108
5.2.2輪胎模型111
5.2.3換道路徑規(guī)劃113
5.2.4安全距離模型117
5.2.5軌跡跟蹤控制118
5.3智能小車主動(dòng)轉(zhuǎn)向避撞系統(tǒng)實(shí)踐123
5.3.1開發(fā)方法123
5.3.2建模與分析124
5.3.3功能測(cè)試實(shí)踐128
第6章自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐131
6.1自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介131
6.1.1系統(tǒng)組成及原理131
6.1.2設(shè)計(jì)要求134
6.1.3功能要求135
6.1.4開發(fā)流程136
6.2自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)算法及仿真138
6.2.1基于TTC模型的算法與仿真138
6.2.2基于駕駛?cè)颂匦缘乃惴ㄅc
仿真141
6.2.3基于多傳感器融合的算法與仿真147
6.3智能小車AEB系統(tǒng)實(shí)踐151
6.3.1開發(fā)方法151
6.3.2建模與分析152
6.3.3功能測(cè)試實(shí)踐155
第7章自適應(yīng)巡航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與
實(shí)踐158
7.1自適應(yīng)巡航系統(tǒng)簡(jiǎn)介158
7.1.1組成及原理158
7.1.2設(shè)計(jì)要求159
7.1.3功能要求160
7.1.4開發(fā)流程160
7.2ACC系統(tǒng)算法及仿真161
7.2.1控制方法161
7.2.2控制策略162
7.2.3控制算法163
7.2.4系統(tǒng)仿真165
7.3智能小車ACC系統(tǒng)實(shí)踐166
7.3.1開發(fā)方法166
7.3.2建模與分析168
7.3.3功能測(cè)試實(shí)踐173
第8章自動(dòng)泊車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐179
8.1自動(dòng)泊車系統(tǒng)簡(jiǎn)介179
8.1.1組成及原理179
8.1.2設(shè)計(jì)要求181
8.1.3功能要求181
8.1.4開發(fā)流程184
8.2自動(dòng)泊車系統(tǒng)算法及仿真185
8.2.1環(huán)境感知算法185
8.2.2路徑規(guī)劃算法189
8.2.3泊車控制算法193
8.2.4自動(dòng)泊車系統(tǒng)仿真194
8.3智能小車APS系統(tǒng)實(shí)踐203
8.3.1組成及原理203
8.3.2建模與分析206
8.3.3功能測(cè)試實(shí)踐210
附錄212
附錄A智能小車測(cè)試與開發(fā)平臺(tái)搭建212
附錄B模糊控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)213
參考文獻(xiàn)218
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