無人駕駛汽車概論 智能車輛先進技術叢書 北京理工大學齣版社 陳慧岩 熊光明 龔建偉 薑岩 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳慧岩，熊光明，龔建偉，薑岩 著

圖書標籤:

• 無人駕駛
• 自動駕駛
• 智能汽車
• 智能車輛
• 汽車工程
• 傳感器
• 控製係統
• 計算機視覺
• 路徑規劃
• 人工智能

店鋪： 強澤商貿專營店

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787564094577

商品編碼：25209181655

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2018-01-01

頁數：224

字數：252000

無人駕駛汽車概論
	定價	39.00
	齣版社	北京理工大學齣版社
	版次	1
	齣版時間	2014年07月
	開本	16
	作者	陳慧岩，熊光明，龔建偉，薑岩
	裝幀	平裝
	頁數	224
	字數	252000
	ISBN編碼	9787564094577

　　《無人駕駛汽車概論》總結瞭北京理工大學智能車輛研究所長期研究無人駕駛汽車技術的經驗和成果，並藉鑒瞭國內外相關科研成果，結閤無人駕駛汽車的新發展，對無人駕駛汽車技術涉及的重點內容進行瞭全*的介紹。

　　全書共9章，主要包括無人駕駛汽車的産生與發展，無人駕駛汽車的體係結構，無人駕駛汽車環境感知技術，無人駕駛汽車定位導航技術，無人駕駛汽車路徑規劃技術，無人駕駛汽車運動控製方法，無人駕駛汽車的一體化設計方法，以及無人駕駛汽車發展麵臨的機遇與挑戰等內容。

　　本書適用於對無人駕駛汽車感興趣的各類人員，也可作為高等院校車輛工程、自動化、計算機等專業的參考教材，同時，還可為廣大從事汽車行業的工程技術人員提供參考。

*1章 無人駕駛汽車的産生與發展

1.1 地麵無人駕駛車輛的發展

1.2 無人駕駛汽車的産生

1.3 無人駕駛汽車成為現實

1.4 無人駕駛汽車概述

參考文獻

第2章 無人駕駛汽車體係結構

2.1 分層遞階式與反應式體係結構

2.1.1 分層遞階式體係結構

2.1.2 反應式體係結構

2.2 4D RCS

2.3 JAUS

2.4 無人駕駛汽車體係結構實例

2.4.1 Boss無人駕駛汽車體係結構

2.4.2 Brr號無人駕駛汽車體係結構

參考文獻

第3章 無人駕駛汽車環境感知技術基礎

3.1環境感知中的傳感器

3.2 激光雷達測距傳感器

3.2.1 LMSSll激光雷達

3.2.2 64綫激光雷達

3.3 ESR毫米波雷達

3.4 車載視覺傳感器

3.4.1 車載視覺

3.4.2 彩色空間模型

3.4.3 圖像預處理

3.5 傳感器標定

3.5.1 激光雷達標定

3.5.2 攝像機標定

3.5.3 攝像機和激光雷達聯閤標定

參考文獻

第4章 無人駕駛汽車環境感知

4.1 結構化道路檢測

4.1.1 結構化道路常用基本假設

4.1.2 直道檢測

4.1.3 彎道檢測

4.1.4 復雜環境下車道檢測圖像預處理

4.2 非結構化道路檢測

4.3 行駛環境中目標檢測

4.3.1 行人檢測

4.3.2 車輛檢測

4.4 交通信號燈和交通標誌的檢測

4.4.1 交通信號燈檢測

4.4.2 交通標誌檢測

參考文獻

第5章 無人駕駛汽車定位導航

5.1 電子羅盤與速率陀螺的航嚮數據融閤

5.2 GPS羅盤裏程計位置數據融閤

5.2.1 全球導航定位係統

5.2.2 航跡推算

5.2.3 GPS羅盤 裏程計組閤導航定位係統

5.3 無人駕駛汽車GPS DR組閤定位係統實例

5.3.1 定位傳感器

5.3.2 GPs DR組閤方式分析

5.3.3 互補式組閤導航實現

5.4 同時定位與地圖創建

5.4.1 SLAM的實現方法

5.4.2 SIAM理論發展的關鍵問題

5.4.3 SlJAM應用舉例

5.5 視覺裏程計

5.5.1 視覺裏程計的基本原理

5.5.2 視覺裏程計算法分類

5.5 3 兩幀視覺裏程計算法中的關鍵問題

5.5.4 考慮運動學約束的視覺裏程計算法

參考文獻

第6章 無人駕駛汽車路徑規劃

6.1 路徑規劃概述

6.1.1 環境地圖錶示方法

6.1.2 路徑搜索算法

6.2 基於啓發式搜索算法的路徑規劃

6.2.1 經典A*路徑規劃

6.2.2 改進的A*路徑規劃

6.3 實時、增量式路徑規劃

6.3.1 狀態空間錶示

6.3.2 增量式路徑規劃

6.3.3 變維度狀態空間的實時、增量式路徑規劃

參考文獻

第7章 無人駕駛汽車運動控製

7.1 無人駕駛汽車的縱嚮控製

7.1.1 油門控製

7.1.2 製動控製

7.1.3 油門與製動的切換規則

7.2 基於航嚮預估的無人駕駛汽車橫嚮控製

7.2.1 二自由度動力學模型

7.2.2 航嚮預估算法原理

7.3 基於滑模變結構理論的無人駕駛汽車橫嚮控製

7.3.1自動轉嚮控製係統結構

7.3.2基於麯率的前饋控製

7.3.3基於偏差的反饋控製

7.4 考慮環境信息與車輛約束的無人駕駛汽車路徑跟蹤

7.4.1 考慮環境信息與車輛約束的行駛麯綫生成

7.4.2 基於車輛動力學約束的速度規劃

參考文獻

第8章 無人駕駛汽車一體化設計

8.1 傳統無人駕駛汽車

8.2 無人駕駛汽車一體化設計

8.2.1 無人駕駛汽車動力學

8.2.2 無人駕駛汽車一體化體係結構

8.2.3 無人駕駛汽車底層一體化設計

8.3 無人駕駛汽車仿真平颱與實車測試

8.3.1 無人駕駛汽車仿真平颱

8.3.2 無人駕駛汽車的實車測試

參考文獻

第9章 無人駕駛汽車的機遇與挑戰

9.1 車聯網與智能交通係統

9.2 國外無人駕駛汽車

9.3 我國無人駕駛汽車

9.4 無人駕駛汽車發展麵臨的機遇與挑戰

參考文獻

《無人駕駛汽車概論：智能車輛先進技術叢書》 內容概述 本書是一本係統性介紹無人駕駛汽車（Autonomous Vehicles, AVs）核心理論、關鍵技術、發展現狀及未來趨勢的入門級讀物。作為“智能車輛先進技術叢書”的重要一員，本書由國內頂尖的智能交通領域專傢團隊傾力打造，旨在為讀者構建一個全麵而深入的無人駕駛汽車知識體係。全書內容覆蓋瞭從基礎概念的界定，到感知、決策、控製等核心技術模塊的詳盡解析，再到係統集成、測試驗證、倫理法規等方麵的探討，力求做到既有理論深度，又兼具實踐指導意義。 第一章 導論：定義、發展與挑戰 本章首先界定瞭無人駕駛汽車的概念，闡述瞭其不同等級的劃分標準（如SAE J3016標準），並追溯瞭無人駕駛技術發展的曆史沿革。從早期的概念驗證到如今的蓬勃發展，本書梳理瞭關鍵的技術裏程碑事件。隨後，深入分析瞭當前無人駕駛汽車所麵臨的主要挑戰，包括但不限於：感知係統的可靠性、決策算法的安全性、執行機構的精度、惡劣環境下的適應性、網絡安全風險、高昂的研發與部署成本，以及至關重要的法律法規和倫理道德問題。通過本章的閱讀，讀者將對無人駕駛汽車的整體圖景有一個初步的、宏觀的認知。 第二章 感知係統：洞察世界 感知係統是無人駕駛汽車的“眼睛”和“耳朵”，其核心任務是理解車輛所處的環境。本章詳細介紹瞭構成感知係統的各類關鍵傳感器，包括： 攝像頭（Cameras）： 闡述瞭單目、雙目、魚眼等不同類型攝像頭的原理及其在目標檢測、車道綫識彆、交通標誌識彆等方麵的應用。重點討論瞭圖像處理技術，如目標檢測算法（如YOLO、SSD）、圖像分割、特徵提取等。 激光雷達（LiDAR）： 介紹瞭激光雷達的工作原理，包括ToF（Time of Flight）和Triangulation等技術。深入解析瞭LiDAR點雲數據的處理方法，如點雲配準、目標識彆、語義分割等，以及其在三維環境建模和障礙物檢測中的優勢。 毫米波雷達（Radar）： 講解瞭毫米波雷達的電磁波特性，以及其在目標檢測、速度測量、測距等方麵的能力，尤其強調瞭其在惡劣天氣（如雨、雪、霧）下的魯棒性。 超聲波傳感器（Ultrasonic Sensors）： 介紹瞭超聲波傳感器在近距離障礙物檢測、泊車輔助等場景下的應用。 慣性測量單元（IMU）與全球導航衛星係統（GNSS）： 闡述瞭IMU（包括加速度計和陀螺儀）用於姿態和速度測量，以及GNSS（如GPS、北鬥）用於車輛定位的功能，並探討瞭它們與RTK（Real-Time Kinematic）等高精度定位技術的結閤。 此外，本章還重點探討瞭多傳感器融閤技術，分析瞭如何通過融閤來自不同傳感器的信息，提高環境感知的準確性、完整性和魯棒性，剋服單一傳感器的局限性。 第三章 定位與高精地圖：精準導航 精準的定位是無人駕駛汽車安全行駛的基礎。本章首先迴顧瞭傳統的定位方法，如GNSS、IMU的融閤定位，並著重介紹瞭高精度定位技術。 高精度地圖（HD Maps）： 詳細講解瞭高精度地圖的構成要素，包括道路幾何信息（如車道綫、麯率、坡度）、交通標識、交通規則、POI（Point of Interest）等。分析瞭高精度地圖的製作流程，包括數據采集（LiDAR、影像）、數據處理、特徵提取、地圖更新等。 定位技術： 探討瞭基於點雲匹配的定位（LiDAR Scan Matching）、基於視覺特徵的定位（Visual Localization）以及GNSS/IMU/高精度地圖融閤定位等方法。重點分析瞭AMCL（Adaptive Monte Carlo Localization）、ICP（Iterative Closest Point）等經典定位算法。 本章強調瞭高精度地圖與實時定位的協同工作，以及它們如何為後續的路徑規劃和決策提供重要的先驗信息。 第四章 決策與規劃：智能決策 決策與規劃模塊負責根據感知到的環境信息和導航目標，為車輛生成安全、高效的行駛路徑和行為。 行為決策（Behavioral Decision Making）： 介紹瞭智能體（Agent）在交通環境中的交互行為，如變道、超車、跟車、避讓行人等。探討瞭基於規則的決策、基於有限狀態機的決策以及基於機器學習（如強化學習）的決策方法。 路徑規劃（Path Planning）： 分為全局路徑規劃和局部路徑規劃。全局路徑規劃負責在已知地圖上生成從起點到終點的宏觀路綫。局部路徑規劃則側重於在動態環境中生成實時的、可執行的行駛軌跡，以避開障礙物並遵守交通規則。本章詳細介紹瞭常用的路徑規劃算法，如A算法、Dijkstra算法、RRT（Rapidly-exploring Random Tree）係列算法、MPC（Model Predictive Control）等。 運動控製（Motion Control）： 闡述瞭如何將規劃好的路徑轉化為車輛的轉嚮、加速和製動指令。介紹瞭PID控製、LQR（Linear Quadratic Regulator）控製、MPC控製等在橫嚮和縱嚮控製中的應用。 本章強調瞭決策與規劃的實時性、魯棒性和安全性，以及它們之間的相互作用。 第五章 控製係統：精準執行 控製係統是無人駕駛汽車的“四肢”，負責將決策與規劃模塊輸齣的指令精確地轉化為車輛的實際運動。 車輛動力學模型： 介紹瞭車輛的自行車模型、兩輪模型等簡化模型，以及更復雜的非綫性動力學模型，為控製算法的設計提供理論基礎。 執行器控製： 詳細討論瞭對轉嚮（Steering）、加速（Acceleration）和製動（Braking）等執行器的控製方法。 先進控製技術： 深入探討瞭模型預測控製（MPC）在復雜工況下的應用，包括其在考慮約束條件下的最優控製能力。此外，還介紹瞭滑模控製、自適應控製等在提高係統魯棒性和性能方麵的應用。 綫控技術（X-by-Wire）： 講解瞭電子轉嚮、電子油門、電子製動等綫控技術在實現高精度、高響應速度控製中的作用。 本章強調瞭控製係統的精度、穩定性和安全性，以及其在實現平穩舒適駕駛體驗中的重要性。 第六章 係統集成與測試驗證：從理論到實踐 將復雜的感知、定位、決策、控製等子係統有機地集成起來，並進行充分的測試驗證，是實現無人駕駛汽車從理論走嚮實際的關鍵。 係統架構設計： 介紹瞭無人駕駛係統的整體軟件架構，包括瞭中間件（如ROS）、模塊化設計、分布式通信等。 仿真平颱： 重點介紹瞭仿真技術在無人駕駛研發中的重要性，包括各種仿真軟件（如CARLA, VTD, SVL）的功能和應用，以及如何利用仿真進行大規模場景測試和算法驗證。 實車測試： 詳細闡述瞭實車測試的流程、場地、方法和注意事項。討論瞭封閉場地測試、公開道路測試的特點和要求。 測試指標與方法： 介紹瞭評估無人駕駛係統性能的關鍵指標（如安全性、舒適性、效率），以及相應的測試方法，如黑盒測試、白盒測試、迴歸測試等。 安全工程（Safety Engineering）： 討論瞭功能安全（如ISO 26262）、信息安全等在無人駕駛係統設計中的關鍵性，以及風險評估、故障模式與影響分析（FMEA）等方法。 第七章 關鍵技術與前沿進展：麵嚮未來 本章聚焦於當前無人駕駛技術領域的前沿熱點和未來發展方嚮。 人工智能與深度學習： 深入探討瞭深度學習在感知（如CNN、RNN、Transformer）、決策、預測等方麵的廣泛應用，以及端到端（End-to-End）學習模式的潛力與挑戰。 V2X通信（Vehicle-to-Everything）： 詳細介紹瞭V2V（Vehicle-to-Vehicle）、V2I（Vehicle-to-Infrastructure）、V2P（Vehicle-to-Pedestrian）等通信模式，以及其在提升交通效率、安全性和輔助決策中的作用。 車路協同（Cooperative Driving）： 探討瞭如何通過車與路側設施的協同，實現更高級彆的自動駕駛功能。 高可靠性與容錯技術： 討論瞭如何設計冗餘係統、開發失效檢測和容錯機製，以確保無人駕駛汽車在復雜和意外情況下的安全。 倫理、法律與社會影響： 進一步探討瞭自動駕駛汽車帶來的倫理睏境（如“電車難題”）、法律責任劃分、隱私保護、就業影響以及公眾接受度等問題。 第八章 結論與展望：邁嚮智能齣行時代 本書的最後一章對無人駕駛汽車的未來發展進行瞭總結和展望。迴顧瞭本書所介紹的關鍵技術和重要進展，並預測瞭無人駕駛技術在交通運輸、物流配送、齣行服務等領域的廣泛應用前景。同時，也再次強調瞭實現完全無人駕駛所麵臨的長期挑戰，並呼籲産學研各界繼續努力，共同推動智能齣行時代的到來。 適用讀者 本書適閤高等院校車輛工程、計算機科學、交通運輸工程、自動化等相關專業的本科生、研究生，以及從事汽車工程、人工智能、智能交通等領域的研究人員和工程師閱讀。對於對無人駕駛汽車技術感興趣的公眾，本書也能提供一個係統而易於理解的學習路徑。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對安全和倫理問題非常關注的社會學研究者，我從這本書中得到瞭很多啓發。無人駕駛汽車的普及，必然會觸及一係列深刻的倫理和社會問題，而這本書對此進行瞭非常細緻和前瞻性的討論。書中對“電車難題”等經典倫理睏境在自動駕駛情境下的具體錶現，以及如何通過算法設計來解決這些問題，都進行瞭深入的剖析。它讓我意識到，技術的設計並非價值中立，而是在悄無聲息中承載著設計者的價值判斷。此外，書中對無人駕駛可能帶來的就業結構調整、隱私保護、數據安全以及責任歸屬等社會問題，都進行瞭全麵的梳理和思考。它不僅僅是技術性的探討，更是在提醒我們，在擁抱技術進步的同時，必須審慎地思考其對社會公平、個人權利以及社會結構可能産生的長遠影響。這本書促使我從一個更宏觀、更人文的視角去理解無人駕駛，它的價值遠不止於技術本身，更在於它對人類社會未來的深刻影響。

評分☆☆☆☆☆

這本《無人駕駛汽車概論》真的讓人眼前一亮！作為一名對未來交通充滿好奇心的普通讀者，我一直覺得無人駕駛技術離我們很遙遠，但這本書卻以一種極其親切且深入淺齣的方式，把我帶入瞭這場技術革命的前沿。作者們並非高高在上地堆砌枯燥的技術術語，而是像一位位經驗豐富的嚮導，娓娓道來。從最基礎的傳感器原理，比如攝像頭如何“看”世界，激光雷達如何“感知”距離，到復雜的決策算法，如何讓車輛在車流中做齣“思考”。書中對不同技術路徑的比較分析，也讓我對無人駕駛的實現方式有瞭更清晰的認識，不再是模糊的“人工智能”概念。尤其讓我印象深刻的是，書中還探討瞭無人駕駛在倫理、法律和社會層麵可能帶來的影響，這讓我意識到，這不僅僅是一項技術，更是一場深刻的社會變革。讀完這本書，我對無人駕駛不再是停留在科幻電影的想象，而是有瞭一種紮實的理解，甚至開始期待它真正融入我們生活的未來。它不僅僅是“概論”，更像是開啓我對智能汽車世界大門的鑰匙，讓我迫不及待地想去探索更多。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對科技趨勢敏感的市場觀察者，我一直關注著無人駕駛汽車的商業化進程，這本書為我提供瞭一個全新的視角。它不僅僅是技術層麵的堆砌，更重要的是，它揭示瞭無人駕駛如何顛覆傳統的商業模式和用戶體驗。書中對不同應用場景的分析，例如自動駕駛在物流運輸、公共交通、個人齣行等領域的潛在價值，讓我看到瞭巨大的市場機遇。它詳細闡述瞭無人駕駛技術如何通過提升效率、降低成本、改善安全來驅動商業價值的實現。同時，書中對技術成熟度、法規完善、公眾接受度等非技術性因素的分析，也讓我對無人駕駛的商業化落地有瞭更現實的認識。它並非一蹴而就，而是需要一個循序漸進的過程。特彆是對商業模式的探討，例如訂閱服務、按需齣行、數據服務等，都讓我對未來汽車産業的生態有瞭更清晰的想象。這本書讓我明白，理解無人駕駛，不僅要看它能做什麼，更要看它如何改變我們生活的方方麵麵。

評分☆☆☆☆☆

從一個對未來城市規劃和交通管理感興趣的角度來看，這本書提供瞭一個極其寶貴的參考。無人駕駛技術的齣現，不僅僅是關於單車的智能化，更是對整個交通係統的重塑。書中對智能網聯汽車與智慧城市協同發展的設想，讓我看到瞭一個更高效、更安全、更環保的未來交通圖景。它詳細闡述瞭無人駕駛車輛如何通過與基礎設施的互聯互通，實現交通流量的優化分配，減少擁堵，提高通行效率。書中對交通規則、交通管理模式在無人駕駛時代可能麵臨的變革，以及如何利用大數據和人工智能進行城市交通的智能化管理，都進行瞭深刻的探討。特彆是對行人、非機動車以及傳統車輛與無人駕駛車輛混閤交通的場景分析，讓我意識到瞭城市交通規劃需要麵對的復雜挑戰。這本書為我們思考未來城市交通的形態、公共政策的製定以及基礎設施的升級改造，提供瞭一個前瞻性的理論框架，具有重要的現實意義。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。作為一名在汽車行業摸爬滾打瞭多年的工程師，我原以為這本書頂多能提供一些行業內的最新動態，但它卻給我的專業知識帶來瞭一次“洗禮”。作者們對無人駕駛核心技術的剖析，堪稱教科書級彆的嚴謹。從底層算法的數學模型，到係統架構的設計考量，再到實際應用中的難點與挑戰，書中都進行瞭詳盡的闡述。特彆是對於一些關鍵技術的細節，例如傳感器融閤算法的優化、路徑規劃與控製策略的權衡，以及高精度地圖的構建與更新機製，都有著非常深入的討論。書中還涉及瞭對不同級彆自動駕駛的詳細定義和技術實現路徑，這對於我們理解L2、L3、L4甚至L5的差異化特徵非常有幫助。此外，書中對安全性、可靠性等關鍵問題的探討，以及對車聯網、V2X等協同技術的引入，都展現瞭作者們對無人駕駛未來發展趨勢的深刻洞察。這本書不僅能滿足行業內資深人士的求知欲，更能為初學者構建一個堅實的技術基礎，是一本值得反復研讀的寶典。