智能汽車設(shè)計(jì)理論 高振海 胡宏宇 高菲 趙睿
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- 作者：高振海 胡宏宇 高菲 趙睿
- 出版時(shí)間：2025/5/1
- ISBN：9787111773870
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開(kāi)本：16開(kāi)
智能汽車的技術(shù)核心正從機(jī)械工程領(lǐng)域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)／ 軟件工程領(lǐng)域， 系統(tǒng)和服務(wù)的復(fù)雜性正在迅速增長(zhǎng)。當(dāng)前， 汽車具備了復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策與控制一體化的智能駕駛能力， 以及宜人的座艙交互能力， 實(shí)現(xiàn)了汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部近百個(gè)電子控制單元的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以及車與車、車與人、車與路、車與設(shè)備、車與電網(wǎng)、車與互聯(lián)網(wǎng)、車與云端平臺(tái)的高價(jià)值資源全方位網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。智能駕駛、智能底盤與智能座艙等多域功能對(duì)計(jì)算速度、可靠性、安全性、靈活性和可擴(kuò)展性有其特定的要求。多功能映射到各自的軟件系統(tǒng)和物理硬件上， 由此產(chǎn)生的復(fù)雜性已達(dá)到要求架構(gòu)重新開(kāi)始的極限。與此同時(shí)， 諸如與外部基礎(chǔ)設(shè)施和車對(duì)車通信等創(chuàng)新功能需要后端服務(wù)器和云解決方案以及面向服務(wù)的架構(gòu)。本書詳盡探討了智能汽車的設(shè)計(jì)理論， 涵蓋基本概念、體系架構(gòu)、設(shè)計(jì)流程， 以及智能駕駛、智能底盤與智能座艙功能域開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。本書適合汽車智能技術(shù)研究與應(yīng)用相關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考， 也可作為大專院校汽車相關(guān)專業(yè)師生的參考書。
全彩印刷，印裝精美十四五國(guó)家重點(diǎn)出版物規(guī)劃項(xiàng)目吉林大學(xué)智能汽車方向知名專家力作
伴隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化及共享化需求的逐漸深入， 汽車的內(nèi)涵和外延不斷豐富， 具備了復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策與控制能力， 實(shí)現(xiàn)了汽車電子系統(tǒng)內(nèi)部近百個(gè)電子控制單元的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)， 以及車與車、車與人、車與路、車與設(shè)備、車與電網(wǎng)、車與互聯(lián)網(wǎng)、車與云端平臺(tái)的高價(jià)值資源全方位網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。智能汽車從孤立的機(jī)械單元逐步發(fā)展， 其與外界之間的界限變得模糊，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芙煌ㄏ到y(tǒng)、智慧城市系統(tǒng)的核心節(jié)點(diǎn)， 其上運(yùn)行有超過(guò)１.５ 億行代碼， 協(xié)同邊緣端、云端設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能駕駛、智能底盤與智能座艙等多域功能。智能汽車的技術(shù)核心正從機(jī)械工程領(lǐng)域轉(zhuǎn)向系統(tǒng)／ 軟件工程領(lǐng)域， 汽車系統(tǒng)和服務(wù)的復(fù)雜性正在迅速增長(zhǎng)。智能駕駛、智能底盤與智能座艙域都有其對(duì)計(jì)算速度、可靠性、安全性、靈活性和可擴(kuò)展性的要求。智能汽車各功能域的電子系統(tǒng)將功能映射到各自的軟件系統(tǒng)和物理硬件上， 由此產(chǎn)生的復(fù)雜性已達(dá)到要求架構(gòu)重新開(kāi)始的極限。與此同時(shí)， 諸如與外部基礎(chǔ)設(shè)施和車對(duì)車通信等創(chuàng)新功能需要后端服務(wù)器和云解決方案以及面向服務(wù)的架構(gòu)。值此智能汽車發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期， 本書聚焦創(chuàng)新的智能汽車設(shè)計(jì)架構(gòu)和理論，以期與業(yè)界專家、學(xué)者等同仁共同推動(dòng)智能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本書詳細(xì)深入地闡述了智能汽車網(wǎng)絡(luò)安全的開(kāi)發(fā)、技術(shù)、創(chuàng)新和服務(wù)。第１ 章概述了智能汽車基本概念、歷史演進(jìn)、體系架構(gòu)、發(fā)展趨勢(shì)、設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù)等。第２ 章概述了智能駕駛環(huán)境感知技術(shù)， 包括車輛狀態(tài)自感知、車輛外部環(huán)境感知和車前路面特征感知等。第３ 章概述了智能駕駛環(huán)境認(rèn)知技術(shù)， 主要包括智能汽車車輛運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)、行人運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)、智能駕駛動(dòng)態(tài)地圖建模及認(rèn)知模型在行為決策中的應(yīng)用等。第４ 章概述了智能駕駛決策規(guī)劃技術(shù)， 包括多目標(biāo)決策架構(gòu)與評(píng)價(jià)、基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策規(guī)劃、考慮社會(huì)屬性的決策規(guī)劃和智能駕駛決策安全規(guī)約等。第５ 章概述了車輛運(yùn)動(dòng)控制在自動(dòng)駕駛中的關(guān)鍵作用， 強(qiáng)調(diào)其在穩(wěn)定性和軌跡跟隨方面的重要性； 介紹了縱向控制和橫向控制的分離應(yīng)用， 以及模型預(yù)測(cè)控制在運(yùn)動(dòng)控制中的主流地位等。第６ 章概述了智能汽車線控底盤的發(fā)展背景、構(gòu)型分析及線控部件的發(fā)展趨勢(shì)； 回顧了線控底盤的發(fā)展歷程， 分析了不同類型的構(gòu)型及其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。第７ 章概述了智能座艙的構(gòu)成和發(fā)展， 介紹了其硬件支撐層、系統(tǒng)軟件層、功能軟件層與應(yīng)用服務(wù)層的多層架構(gòu)等。第８ 章概述了智能汽車的安全技術(shù)， 包括主動(dòng)安全、被動(dòng)安全、功能安全、預(yù)期功能安全與信息安全。第９ 章概述了智能汽車的定義、分類及其測(cè)試與評(píng)價(jià)的重要性， 介紹了智能汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)， 強(qiáng)調(diào)了不同設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍對(duì)智能化程度和使用體驗(yàn)的影響等。第１０ 章概述了智能汽車駕乘舒適性設(shè)計(jì)的重要性， 強(qiáng)調(diào)高舒適性和良好人機(jī)交互在提升乘坐體驗(yàn)和減少駕駛疲勞中的關(guān)鍵作用等。本書由吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院、汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高振海，吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡宏宇、高菲， 吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院趙睿著。吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院唐明宏、鮑明喜、于桐、鄭程元、王媛媛、暴宇豪、溫文昊、張漢英、朱乃宣、孫翊騰等， 汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何磊、陳國(guó)迎、孫天駿、李釗、張?zhí)飕�、趙陽(yáng)、張素民等參與了資料收集與校對(duì)整理工作。懇請(qǐng)讀者對(duì)本書的內(nèi)容和章節(jié)安排等提出寶貴意見(jiàn)， 并對(duì)書中存在的錯(cuò)誤及不當(dāng)之處提出批評(píng)和修改建議， 以便本書再版修訂時(shí)參考。作 者
高鎮(zhèn)海，教授，博士生導(dǎo)師，吉林大學(xué)底盤集成與仿生全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。曾任吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院院長(zhǎng)。
第1 章智能汽車設(shè)計(jì)1.1 概述／ ００１１.１.１ 智能汽車的基本概念／ ００１１.１.２ 智能汽車的歷史演進(jìn)／ ００６１.１.３ 智能汽車的體系架構(gòu)／ ００９１.１.４ 智能汽車的發(fā)展趨勢(shì)／ ００９1.2 智能汽車設(shè)計(jì)流程／ ０１３１.２.１ 智能汽車產(chǎn)品概念階段／ ０１４１.２.２ 智能汽車產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)劃階段／ ０１４１.２.３ 智能汽車產(chǎn)品誕生階段／ ０１５１.２.４ 智能汽車產(chǎn)品年型階段／ ０２３1.3 智能汽車關(guān)鍵技術(shù)／ ０２４１.３.１ 智能駕駛／ ０２４１.３.２ 智能座艙／ ０２９１.３.３ 智能底盤／ ０３２１.３.４ 智能架構(gòu)／ ０３２１.３.５ 智能安全／ ０３５１.３.６ 智能舒適／ ０３７參考文獻(xiàn)／ ０３７第2 章智能駕駛環(huán)境感知技術(shù)2.1 概述／ ０３８2.2 車輛狀態(tài)自感知／ ０３８２.２.１ 正常態(tài)自感知／ ０３９２.２.２ 異常態(tài)自感知／ ０４６2.3 車輛外部環(huán)境感知／ ０５０２.３.１ 視覺(jué)感知／ ０５０２.３.２ 激光雷達(dá)感知／ ０５２２.３.３ 毫米波雷達(dá)感知／ ０５４２.３.４ 多傳感器融合／ ０５５2.4 車前路面特征感知／ ０５９２.４.１ 車前路面不平度檢測(cè)／ ０５９２.４.２ 車前路面狀態(tài)檢測(cè)／ ０６６參考文獻(xiàn)／ ０７０第3 章智能駕駛環(huán)境認(rèn)知技術(shù)3.1 概述／ ０７２3.2 智能汽車車輛運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)／ ０７３３.２.１ 車輛軌跡預(yù)測(cè)／ ０７３３.２.２ 車輛意圖識(shí)別／ ０７６3.3 智能汽車行人運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)／ ０８１３.３.１ 基于ＬＳＴＭ 的行人軌跡預(yù)測(cè)／ ０８１３.３.２ 基于ＧＣＮ 的行人軌跡預(yù)測(cè)／ ０８２３.３.３ 基于ＧＡＮ 的行人軌跡預(yù)測(cè)／ ０８５3.4 智能駕駛動(dòng)態(tài)地圖建模／ ０８６３.４.１ 基于網(wǎng)格地圖的表達(dá)方式／ ０８６３.４.２ 基于行駛風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的表達(dá)方式／ ０８８3.5 認(rèn)知模型在行為決策中的應(yīng)用／ ０９６３.５.１ 基于網(wǎng)格地圖的輔助駕駛預(yù)警策略／ ０９６３.５.２ 基于風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)的自主換道決策應(yīng)用／ １００參考文獻(xiàn)／ １０３第4 章智能駕駛決策規(guī)劃技術(shù)4.1 概述／ １０５4.2 智能駕駛多目標(biāo)決策架構(gòu)與評(píng)價(jià)／ １０６４.２.１ 智能駕駛決策層架構(gòu)／ １０６４.２.２ 智能駕駛決策評(píng)價(jià)方法／ １０８4.3 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策規(guī)劃／ １０９４.３.１ 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策規(guī)劃方法／ １１０４.３.２ 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策規(guī)劃實(shí)例／ １１２4.4 考慮社會(huì)屬性的決策規(guī)劃／ １１４４.４.１ 考慮社會(huì)屬性的自動(dòng)駕駛決策規(guī)劃方法／ １１５４.４.２ 考慮社會(huì)屬性的自動(dòng)駕駛決策規(guī)劃實(shí)例／ １２０4.5 智能駕駛決策安全規(guī)約／ １２２４.５.１ 智能駕駛決策安全規(guī)約方法／ １２２４.５.２ 智能駕駛決策安全規(guī)約實(shí)例／ １２４參考文獻(xiàn)／ １２７第5 章智能汽車自動(dòng)駕駛運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)5.1 概述／ １２８5.2 運(yùn)動(dòng)控制中的車輛模型／ １２９５.２.１ 車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型／ １２９５.２.２ 車輛動(dòng)力學(xué)模型／ １３０5.3 智能汽車縱向控制方法／ １３２５.３.１�。校桑� 速度控制／ １３２５.３.２ 縱向速度前饋控制／ １３２5.4 智能汽車橫向控制方法／ １３３５.４.１ 坐標(biāo)系及符號(hào)定義／ １３３５.４.２ 基于車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的橫向控制方法／ １３４５.４.３ 基于車輛動(dòng)力學(xué)模型的橫向控制方法／ １３６５.４.４ 基于深度學(xué)習(xí)的運(yùn)動(dòng)控制／ １５３5.5 車輛縱橫向運(yùn)動(dòng)集成控制方法／ １５４參考文獻(xiàn)／ １５５第6 章智能底盤6.1 概述／ １５６6.2 智能汽車線控底盤構(gòu)型／ １５６６.２.１ 純電模塊化底盤構(gòu)型／ １５７６.２.２ 一體化底盤構(gòu)型／ １６０6.3 智能汽車線控底盤功能／ １６２６.３.１ 線控制動(dòng)／ １６３６.３.２ 線控轉(zhuǎn)向／ １６５６.３.３ 線控懸架／ １６７參考文獻(xiàn)／ １６９第7 章智能座艙7.1 概述／ １７０7.2 智能座艙硬件支持技術(shù)／ １７２７.２.１ 傳感器與執(zhí)行器／ １７３７.２.２ 域控制器／ １７７7.3 智能座艙系統(tǒng)軟件技術(shù)／ １８３７.３.１ 座艙操作系統(tǒng)／ １８３７.３.２ 系統(tǒng)虛擬化／ １９１7.4 智能座艙人機(jī)交互技術(shù)／ １９９７.４.１ 人機(jī)交互功能架構(gòu)／ １９９７.４.２ 顯式交互技術(shù)／ ２０１７.４.３ 隱式交互技術(shù)／ ２０４7.5 智能座艙信息增值技術(shù)／ ２０７參考文獻(xiàn)／ ２０９第8 章智能汽車安全技術(shù) 8.1 概述／ ２１０8.2 智能汽車主動(dòng)安全／ ２１１８.２.１ 縱向主動(dòng)安全／ ２１１８.２.２ 橫向主動(dòng)安全／ ２１３8.3 智能汽車被動(dòng)安全／ ２１４８.３.１ 人體數(shù)字模型／ ２１４８.３.２ 乘員約束系統(tǒng)／ ２２１8.4 智能汽車功能安全／ ２２６８.４.１ 功能安全法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)／ ２２７８.４.２ 功能安全設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù)／ ２３１8.5 智能汽車預(yù)期功能安全／ ２３７８.５.１ 預(yù)期功能安全法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)／ ２３７８.５.２ 預(yù)期功能安全設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù)／ ２３９8.6 智能汽車信息安全／ ２４３８.６.１ 信息安全法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)／ ２４３８.６.２ 信息安全設(shè)計(jì)流程與關(guān)鍵技術(shù)／ ２４７參考文獻(xiàn)／ ２５４第9 章智能汽車自動(dòng)駕駛測(cè)試與評(píng)價(jià)9.1 概述／ ２５５9.2 智能汽車自動(dòng)駕駛測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２５５９.２.１ 仿真測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２５６９.２.２ 臺(tái)架測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２５７９.２.３ 場(chǎng)地測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２５８９.２.４ 數(shù)字孿生測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２５９９.２.５ 人機(jī)交互測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范／ ２６０9.3 智能汽車自動(dòng)駕駛測(cè)試工具鏈／ ２６２９.３.１ 仿真測(cè)試工具／ ２６２９.３.２ 臺(tái)架測(cè)試工具／ ２６３９.３.３ 場(chǎng)地測(cè)試工具／ ２６３9.4 智能汽車自動(dòng)駕駛評(píng)價(jià)方法與體系／ ２６５９.４.１ 主觀評(píng)價(jià)方法／ ２６５９.４.２ 客觀評(píng)價(jià)方法／ ２６７９.４.３ 主客觀融合評(píng)價(jià)方法／ ２６８９.４.４ 海量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能汽車評(píng)價(jià)方法／ ２６８9.5 智能汽車自動(dòng)駕駛評(píng)價(jià)工具鏈／ ２６９9.6 智能汽車自動(dòng)駕駛評(píng)價(jià)案例／ ２７０９.６.１�。粒牛� 系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２７０９.６.２ ＡＣＣ 系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２７２９.６.３ 自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２７３９.６.４ 換道輔助系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２７７９.６.５ 智能座艙系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２８０９.６.６ 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)評(píng)價(jià)案例分析／ ２８１參考文獻(xiàn)／ ２８４第10 章智能汽車駕乘舒適性測(cè)試與評(píng)價(jià)10.1 概述／ ２８６10.2 智能汽車乘坐舒適性研究方法和評(píng)價(jià)／ ２８６１０.２.１ 智能汽車座椅主觀舒適性測(cè)試與評(píng)價(jià)／ ２８９１０.２.２ 智能汽車客觀舒適性測(cè)試與評(píng)價(jià)／ ２９１１０.２.３ 駕駛員理想駕姿設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)／ ２９８１０.２.４ 智能汽車減緩暈動(dòng)癥設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)／ ３０３10.3 智能汽車駕乘舒適性測(cè)評(píng)案例／ ３０８１０.３.１ 影響駕乘舒適性的主要人機(jī)布置參數(shù)／ ３０８１０.３.２ 駕乘舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)／ ３１０１０.３.３ 駕乘舒適性逆向動(dòng)力學(xué)仿真／ ３１１參考文獻(xiàn)／ ３１７
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