智能汽車技術高度融合了車輛工程、現代傳感、信息通信、自動控制、計算機和人工智能等技術，是未來汽車新技術集成的載體，代表著未來汽車科技的戰(zhàn)略制高點。本書對智能汽車技術進行了系統(tǒng)介紹，主要內容包括：智能汽車概論、智能汽車環(huán)境感知與定位技術、智能汽車決策規(guī)劃技術、智能汽車軌跡跟隨控制技術、典型智能汽車系統(tǒng)和智能汽車虛擬測試評價技術。為了幫助讀者更好地理解智能汽車技術，本書在每章的最后均基于模擬仿真平臺對書中所提到的各項關鍵技術進行了仿真實例介紹。
《智能汽車技術》可以作為高等院校車輛工程專業(yè)或其他相關專業(yè)本科生及研究生課程的專業(yè)教材，也可供從事智能汽車相關行業(yè)的工程技術人員使用和參考。
適讀人群 ：本科及研究生 1. 《智能汽車技術》涵蓋范圍廣泛,內容豐富翔實, 涉及的知識體系和應用領域已大大超越了傳統(tǒng)的汽車領域, 廣泛地涵蓋了包括電子信息、自動控制、計算機軟硬件、人工智能等在內的許多新興學科。
2. 《智能汽車技術》借助自主研發(fā)的仿真軟件工具進一步強化了智能汽車技術的概念、方法和應用。
3. 《智能汽車技術》通過虛擬場景、車輛及傳感器建模等技術手段，生動、形象且直觀地呈現所講解的智能汽車技術。
4. 《智能汽車技術》將理論與實踐、技術與應用有機結合，對于掌握智能汽車技術，培養(yǎng)新工科思維、素質教育與創(chuàng)新模式，特別是探索智能汽車技術生動有效的教學方式等都是十分重要且有益的嘗試。
普通高等教育新工科汽車類系列教材
（智能汽車??新能源汽車方向）
1《新能源汽車設計》
2《汽車智能駕駛模擬仿真技術》
3《動力電池》
4《智能汽車技術》
5《智能汽車概論》
當今世界，新一輪科技革命和產業(yè)變革方興未艾，智能汽車已成為全球汽車產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。智能汽車技術高度融合了車輛工程、現代傳感、信息通信、自動控制、計算機和人工智能等技術，是未來汽車新技術集成的載體，代表著未來汽車科技的戰(zhàn)略制高點。
當前，智能汽車產業(yè)快速發(fā)展和人才缺失之間的矛盾日益突出。為了加快智能汽車人才培養(yǎng)與儲備，世界各國的高等教育機構均大力進行智能汽車新工科專業(yè)人才培養(yǎng)，我國教育部先后發(fā)布的《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等一系列政策文件中，均將完善智能汽車相關領域人才培養(yǎng)體系作為重要的工作內容。本書編者結合長期從事的智能汽車科研工作和吉林大學《汽車智能化技術》課程的多年教學實踐，對智能汽車技術進行了系統(tǒng)梳理，形成了本教材。
本書由吉林大學朱冰教授主編，朱冰教授編寫第1章、第3章、第5章和第6章，張素民副教授編寫第2章，何睿副教授編寫第4章；遼寧工業(yè)大學李剛教授參與了第5章編寫，北京航空航天大學任秉韜博士、吉林大學吳堅教授、張素民副教授參與了第6章編寫，吉林大學趙健教授、北京聯合大學孫浩博士參與了第3章編寫。在編寫過程中，得到了吉林大學張培興博士、宋東鑒博士、陶曉文碩士、蔣淵德博士、韓嘉懿博士、王志偉碩士、李雅欣博士、孫宇航博士等的幫助，也得到了北京航空航天大學鄧偉文教授的指導，在此一并向他們表示感謝。
本書得到了國家重點研發(fā)計劃課題（2018YFB0105103）、國家自然科學基金項目（51775235）、教育部產學合作協(xié)同育人項目（201901203002）、吉林省本科教學改革研究重點項目（JLZG135020190722191930）、吉林大學本科教學改革研究重點項目（2019XZD032）的部分資助，特此致謝。
由于編者的水平能力有限，加之經驗不足，書中難免有疏漏之處，懇請各位同行和廣大讀者批評指正。
編 者
朱冰，吉林大學汽車工程學院教授，博士生導師，中美聯合培養(yǎng)博士，吉林大學智能網聯汽車創(chuàng)新中心主任，吉林大學汽車工程學院副院長，中國汽車工程學會青年工作委員會副主任委員，中國汽車標準化技術委員會智能網聯汽車分技術委員會委員，中國人工智能學會智能駕駛專業(yè)委員會委員，中國汽車工程學會汽車測試技術分會智能網聯測試技術工作組委員，中國自動化學會平行智能專業(yè)委員會委員，首批吉林大學青年教師精英培養(yǎng)計劃入選者。
主要研究方向包括汽車電控與智能化技術、智能汽車人機共駕理論、智能網聯汽車虛擬仿真測試以及汽車工程仿生學等。先后主持國家自然科學基金青年基金項目、面上項目，國家重點研發(fā)計劃課題，中國博士后科學基金一等資助項目、特別資助項目等省部級以上項目20余項；以第一責任作者身份發(fā)表SCI/EI檢索學術論文70余篇；以第一發(fā)明人身份申請發(fā)明專利80余項，獲授權發(fā)明專利30余項；以第一完成人身份榮獲吉林省技術發(fā)明獎二等獎1項，吉林省自然科學學術成果獎二等獎1項。
序
前 言
第1章 智能汽車概論
1.1 智能汽車基本概念
1.1.1 智能汽車定義
1.1.2 智能汽車分級
1.2 智能汽車發(fā)展概述
1.2.1 智能汽車發(fā)展意義
1.2.2 智能汽車發(fā)展歷史
1.2.3 智能汽車技術發(fā)展路線
1.3 智能汽車技術架構
1.3.1 環(huán)境感知技術
1.3.2 決策規(guī)劃技術
1.3.3 集成控制技術
1.3.4 測試評價技術
思考題
第2章 智能汽車環(huán)境感知與定位技術
2.1 智能汽車環(huán)境感知架構
2.1.1 機器視覺感知系統(tǒng)
2.1.2 毫米波雷達
2.1.3 激光雷達
2.1.4 超聲波雷達
2.2 機器視覺感知技術
2.2.1 基于機器視覺的車道線檢測技術
2.2.2 基于機器視覺的障礙物識別技術
2.3 毫米波雷達感知技術
2.3.1 毫米波雷達目標檢測機理
2.3.2 毫米波雷達的測速、測距原理
2.3.3 車載毫米波雷達優(yōu)缺點
2.3.4 雷達目標反射特性分析
2.3.5 雷達環(huán)境雜波分析
2.4 激光雷達感知技術
2.4.1 激光雷達傳感器概述
2.4.2 激光雷達傳感器檢測機理
2.4.3 基于三維激光雷達的道路環(huán)境感知
2.4.4 基于激光雷達點云圖的聯合感知與運動預測
2.5 智能汽車常用定位技術及其機理
2.5.1 輔助增強的衛(wèi)星定位
2.5.2 航跡推算
2.5.3 慣性導航
2.5.4 視覺SLAM
2.5.5 激光雷達SLAM
2.5.6 基于信標導引的定位技術
2.6 多傳感器數據融合
2.6.1 經典卡爾曼濾波
2.6.2 擴展卡爾曼濾波
2.6.3 無跡卡爾曼濾波
2.7 智能汽車環(huán)境感知與定位仿真實例
2.7.1 實驗設置
2.7.2 實驗驗證及結果分析
思考題
第3章 智能汽車決策規(guī)劃技術
3.1 智能汽車決策規(guī)劃架構
3.1.1 分層遞階式架構
3.1.2 反應式架構
3.1.3 混合式架構
3.2 智能汽車行為決策方法
3.2.1 有限狀態(tài)機法
3.2.2 層次狀態(tài)機法
3.2.3 博弈論法
3.2.4 概率圖模型法
3.3 智能汽車全局軌跡規(guī)劃
3.3.1 圖搜索算法
3.3.2 圖形學法
3.3.3 隨機采樣類算法
3.3.4 智能仿生算法
3.4 智能汽車局部軌跡規(guī)劃
3.4.1 基于機理與規(guī)則的方法
3.4.2 基于數據驅動的方法
3.5 智能汽車決策規(guī)劃仿真實例
思考題
第4章 智能汽車軌跡跟隨控制技術
4.1 智能汽車軌跡跟隨控制概述
4.2 基于最優(yōu)預瞄理論的軌跡跟隨控制方法
4.2.1 最優(yōu)預瞄控制算法概述
4.2.2 基于最優(yōu)預瞄理論的路徑跟隨控制
4.2.3 基于最優(yōu)預瞄理論的速度跟隨控制
4.3 基于模型預測控制理論的軌跡跟隨控制方法
4.3.1 模型預測控制算法概述
4.3.2 基于MPC的軌跡跟隨控制
4.4 考慮穩(wěn)定性的軌跡跟隨控制方法
4.4.1 極限工況的分析與選取
4.4.2 考慮穩(wěn)定性的軌跡跟隨控制架構
4.4.3 考慮穩(wěn)定性的車輛狀態(tài)估算
4.4.4 考慮穩(wěn)定性邊界的軌跡跟隨控制算法
4.5 智能汽車軌跡跟隨控制算法仿真實例
思考題
第5章 典型智能汽車系統(tǒng)
5.1 縱向駕駛輔助系統(tǒng)
5.1.1 自適應巡航控制系統(tǒng)
5.1.2 自動緊急制動系統(tǒng)
5.2 側向駕駛輔助系統(tǒng)
5.2.1 車道偏離預警系統(tǒng)
5.2.2 車道保持輔助系統(tǒng)
5.2.3 換道輔助系統(tǒng)
5.3 人機共駕系統(tǒng)
5.3.1 人機共駕系統(tǒng)的功能
5.3.2 人機共駕系統(tǒng)的分類與原理
5.3.3 人機共駕系統(tǒng)的組成
5.4 自動泊車系統(tǒng)
5.4.1 自動泊車系統(tǒng)架構
5.4.2 自動泊車系統(tǒng)關鍵技術
5.5 無人駕駛系統(tǒng)
5.5.1 無人駕駛系統(tǒng)架構
5.5.2 Waymo無人駕駛系統(tǒng)
5.5.3 百度Apollo無人駕駛系統(tǒng)
5.6 典型智能汽車系統(tǒng)仿真實例
5.6.1 測試場景搭建
5.6.2 控制模型介紹
5.6.3 仿真結果
思考題
第6章 智能汽車虛擬測試評價技術
6.1 智能汽車虛擬測試評價技術概述
6.2 車輛動力學建模技術
6.2.1 車輛動力學建模理論
6.2.2 車輛動力學模型實例
6.3 行駛場景建模技術
6.3.1 場景構建概述
6.3.2 場景要素特征
6.3.3 場景構建方法
6.4 環(huán)境感知傳感器建模技術
6.4.1 激光雷達建模
6.4.2 毫米波雷達建模
6.4.3 超聲波傳感器建模
6.5 硬件在環(huán)虛擬測試技術
6.5.1 感知系統(tǒng)在環(huán)測試
6.5.2 控制系統(tǒng)在環(huán)測試
6.5.3 執(zhí)行系統(tǒng)在環(huán)測試
6.6 車輛在環(huán)虛擬測試技術
6.6.1 轉鼓平臺車輛在環(huán)測試技術
6.6.2 封閉場地車輛在環(huán)測試技術
6.7 虛擬測試及評價方法
6.7.1 基于功能的智能汽車測試評價方法
6.7.2 基于場景的智能汽車測試評價方法
6.7.3 智能汽車加速測試方法
6.8 智能汽車虛擬測試評價實例
6.8.1 安全避障測試
6.8.2 城市公路自動駕駛
思考題
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