本書以智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)為背景，層層遞進(jìn)地引入技術(shù)原理、具體應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，本書沿著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線，重點(diǎn)闡述了智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)平臺(tái)、環(huán)境感知、高精度地圖、定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)、無線通信、人機(jī)交互、先進(jìn)駕駛輔助等內(nèi)容。本書還介紹了上述部分技術(shù)開發(fā)及測(cè)試所用的工具及相關(guān)案例，幫助讀者進(jìn)行實(shí)踐。最后，本書展望了智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的未來發(fā)展目標(biāo)與應(yīng)用前景。本書可作為高等院校汽車類相關(guān)專業(yè)的教材，也可供智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員參考。
1.本書圖文并茂，全彩印刷，內(nèi)容新穎，條理清晰，實(shí)用性強(qiáng)，層層遞進(jìn)地介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)原理、具體應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。
2.本書系普通高等教育汽車類專業(yè)系列教材，可作為高等院校汽車類相關(guān)專業(yè)的教材，也可供智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員參考。
隨著全球汽車保有量的增加，汽車帶來的環(huán)境、能源以及安全等問題日益顯現(xiàn)，目前，智能網(wǎng)聯(lián)汽車作為智能交通系統(tǒng)中智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的交集，是公認(rèn)的解決現(xiàn)存問題的有效途徑之一。智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一種新興的汽車體系，其技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于支撐車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將在未來智能交通系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，該系統(tǒng)正朝著互聯(lián)駕駛環(huán)境、終極駕駛安全性和舒適性以及綠色高效的方向發(fā)展。
黨的二十大報(bào)告指出，必須堅(jiān)持創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領(lǐng)域、新賽道，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能、新優(yōu)勢(shì)。本書旨在積極響應(yīng)科教興國戰(zhàn)略，幫助更多讀者深入了解汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)。全書共分為 12章：第 1章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基本概念、研究現(xiàn)狀、技術(shù)分級(jí)和應(yīng)用；第 2章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)類型、線控底盤、體系結(jié)構(gòu)的實(shí)例和智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的典型產(chǎn)品；第 3章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基礎(chǔ)平臺(tái)，包括硬件平臺(tái)、車輛平臺(tái)、汽車計(jì)算平臺(tái)、軟件平臺(tái)、云端開發(fā)平臺(tái)等；第 4章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知技術(shù)，包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器和攝像頭；第 5章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的高精度地圖技術(shù)，包括高精度地圖的定義、關(guān)鍵技術(shù)以及解決方案；第 6章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定位導(dǎo)航技術(shù)，包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、差分定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、多傳感技術(shù)定位技術(shù)；第 7章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的路徑規(guī)劃技術(shù)，包括車用高精度地圖、高精度地圖與汽車導(dǎo)航、路徑規(guī)劃算法分類（Dijkstra算法、Floyd算法、A*算法、RRT算法）與發(fā)展；第 8章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和 5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；第 9章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的無線通信技術(shù)，包括藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)、WiFi技術(shù)、專用短程通信技術(shù)、LTE-V通信技術(shù)、安全技術(shù)問題以及測(cè)試與評(píng)價(jià)；第 10章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的人機(jī)交互技術(shù)，包括本地交互和無線交互；第 11章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)，包括駕駛輔助系統(tǒng)類型、汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道偏離警告系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)和高階駕駛輔助系統(tǒng)；第 12章介紹了智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展目標(biāo)與應(yīng)用前景。
本書內(nèi)容新穎、條理清晰、實(shí)用性強(qiáng)，可供對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車感興趣的相關(guān)專業(yè)本科生和研究生學(xué)習(xí)參考，還可供汽車愛好者閱讀。
本書由武春龍和張小俊任主編，參編的有長(zhǎng)城汽車公司的魏宏、張建壯、范志超，長(zhǎng)城汽車智能平臺(tái)開發(fā)中心提供了幫助，河北工業(yè)大學(xué)的朱天明、陳濤、劉云鶴、欒鑫、宋學(xué)坤、李金正、趙聘、呂晗宇、閆俊鵬、崔傲、劉忠德、王興旺、張子文、郭子豪等同學(xué)參與和支持了本書編寫的相關(guān)工作，在本書編寫過程中還參考了國內(nèi)外同人的研究成果，在此一并表示深深的謝意！
智能網(wǎng)聯(lián)汽車是一個(gè)新的概念，依托的智能交通系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在不斷發(fā)展，因此相關(guān)概念也在不斷更新迭代。由于編者水平有限，書中難免會(huì)有不足和片面之處，希望讀者對(duì)本書存在的問題給予批評(píng)指正。
編 者
前 言
第1 章 緒論.. 001
1.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述..001
1.1.1 智能汽車.. 001
1.1.2 無人駕駛汽車.. 001
1.1.3 車聯(lián)網(wǎng).. 002
1.1.4 智能交通系統(tǒng).. 002
1.1.5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車.. 002
1.1.6 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線.. 004
1.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究現(xiàn)狀..005
1.2.1 國外智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究現(xiàn)狀.. 005
1.2.2 我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究現(xiàn)狀.. 007
1.3 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)..009
1.3.1 美國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(jí).. 009
1.3.2 德國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(jí).. 009
1.3.3 中國關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(jí).. 010
1.4 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用..011
1.4.1 在安全行駛方面的應(yīng)用.. 011
1.4.2 在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用.. 013
1.4.3 在商務(wù)辦公方面的應(yīng)用.. 014
1.4.4 在信息娛樂服務(wù)方面的應(yīng)用.. 015
第2 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu).. 016
2.1 概述..016
2.2 常規(guī)體系結(jié)構(gòu)的類型..016
2.2.1 分層遞階式體系結(jié)構(gòu).. 016
2.2.2 反應(yīng)式體系結(jié)構(gòu).. 017
2.2.3 汽車電子電氣架構(gòu).. 018
2.3 線控底盤..021
2.3.1 線控驅(qū)動(dòng).. 021
2.3.2 線控制動(dòng).. 022
2.3.3 線控轉(zhuǎn)向.. 025
2.4 智能車輛體系結(jié)構(gòu)實(shí)例..030
2.4.1 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)BOSS智能車輛體系結(jié)構(gòu).. 030
2.4.2 斯坦福大學(xué)智能車輛體系結(jié)構(gòu).. 031
2.4.3 陸軍軍事交通學(xué)院智能車輛體系結(jié)構(gòu).. 032
2.5 智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)典型產(chǎn)品..033
2.5.1 谷歌Waymo .. 033
2.5.2 百度Apollo .. 035
2.5.3 特斯拉.. 036
2.5.4 奧迪.. 037
第3 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車基礎(chǔ)平臺(tái).. 038
3.1 概述..038
3.2 硬件平臺(tái)..038
3.2.1 激光雷達(dá).. 038
3.2.2 車載攝像頭.. 041
3.2.3 毫米波雷達(dá).. 042
3.2.4 導(dǎo)航定位.. 043
3.3 車輛平臺(tái)..044
3.4 汽車計(jì)算平臺(tái)..048
3.5 軟件平臺(tái)..050
3.6 自動(dòng)駕駛汽車軟件架構(gòu)..051
3.6.1 架構(gòu)概述.. 051
3.6.2 AUTOSAR 模塊構(gòu)成.. 053
3.7 Apollo ..060
3.7.1 Apollo 概述.. 060
3.7.2 Apollo 軟件構(gòu)架.. 060
3.8 云端開發(fā)平臺(tái)..062
3.8.1 Apollo 云端開發(fā)平臺(tái)的發(fā)展歷程.. 062
3.8.2 Apollo 技術(shù)架構(gòu).. 070
3.8.3 軟件開放平臺(tái).. 071
3.8.4 云服務(wù)平臺(tái).. 075
3.8.5 數(shù)據(jù)平臺(tái).. 077
3.8.6 安全平臺(tái).. 079
3.8.7 人機(jī)交互平臺(tái).. 079
3.8.8 Apollo 參考硬件平臺(tái).. 080
第4 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù).. 084
4.1 概述..084
4.2 激光雷達(dá)..084
4.2.1 概述.. 084
4.2.2 工作原理.. 084
4.2.3 優(yōu)缺點(diǎn).. 085
4.2.4 激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用.. 086
4.3 毫米波雷達(dá)..088
4.3.1 概述.. 088
4.3.2 工作原理.. 088
4.3.3 優(yōu)缺點(diǎn).. 089
4.3.4 毫米波雷達(dá)在自動(dòng)駕駛汽車中的應(yīng)用.. 089
4.4 超聲波傳感器..090
4.4.1 概述.. 090
4.4.2 工作原理.. 090
4.4.3 優(yōu)缺點(diǎn).. 091
4.4.4 超聲波傳感器在自動(dòng)駕駛汽車上的應(yīng)用.. 091
4.5 攝像頭..092
4.5.1 概述.. 092
4.5.2 工作原理.. 092
4.5.3 優(yōu)缺點(diǎn).. 093
4.5.4 攝像頭在自動(dòng)駕駛汽車上的應(yīng)用.. 093
第5 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精度地圖技術(shù).. 094
5.1 概述..094
5.2 高精度地圖的定義及其價(jià)值..094
5.2.1 高精度地圖分層架構(gòu).. 094
5.2.2 高精度地圖對(duì)自動(dòng)駕駛的價(jià)值.. 096
5.3 高精度地圖關(guān)鍵技術(shù)..097
5.3.1 道路元素圖像處理.. 097
5.3.2 激光點(diǎn)云處理.. 098
5.3.3 定位與地圖構(gòu)建.. 102
5.3.4 高精度地圖云服務(wù)體系.. 105
5.3.5 高精度地圖解決方案.. 105
5.3.6 高精度地圖制作與編譯.. 108
5.3.7 高精度地圖質(zhì)量控制與發(fā)布.. 111
第6 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車定位導(dǎo)航技術(shù)..114
6.1 概述..114
6.2 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)..114
6.2.1 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)介紹.. 114
6.2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)工作原理.. 116
6.3 差分定位系統(tǒng)..118
6.3.1 位置差分.. 119
6.3.2 偽距差分.. 119
6.3.3 載波相位差分.. 120
6.4 慣性導(dǎo)航定位..122
6.4.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)原理.. 122
6.4.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差.. 123
6.5 多傳感器融合定位技術(shù)..124
6.5.1 多傳感器融合介紹.. 124
6.5.2 多傳感器融合原理.. 125
第7 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃技術(shù).. 128
7.1 概述..128
7.2 車用地圖與導(dǎo)航技術(shù)..129
7.2.1 車用高精度地圖.. 129
7.2.2 高精度地圖與汽車導(dǎo)航.. 132
7.3 路徑規(guī)劃算法分類與發(fā)展..134
7.3.1 Dijkstra 算法.. 137
7.3.2 Floyd 算法.. 138
7.3.3 A* 算法.. 139
7.3.4 RRT 算法.. 140
7.3.5 路徑規(guī)劃算法的發(fā)展.. 142
第8 章 智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù).. 144
8.1 概述..144
8.1.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)成.. 144
8.1.2 車載網(wǎng)絡(luò)的類型.. 145
8.1.3 車載網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn).. 146
8.2 車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)..147
8.2.1 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的定義.. 147
8.2.2 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn).. 147
8.2.3 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu).. 148
8.2.4 CAN 總線網(wǎng)絡(luò)幀的類型.. 150
8.3 車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)..151
8.3.1 車載自組織網(wǎng)絡(luò)的定義.. 151
8.3.2 車載自組織網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu).. 151
8.3.3 車載自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的類型.. 152
8.3.4
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