自动驾驶概论

本书比较全面、系统地介绍了近几年出现的自动驾驶技术。全书共6章，内容包括绪论、自动驾驶车辆组成模块、自动驾驶车辆控制系统、无人驾驶机器人车辆、自动驾驶车辆智能水平定量评价、自动驾驶车辆的机遇与挑战。内容涵盖了经典自动驾驶技术外，还包括车辆驾驶行为、车辆行驶姿态与行驶车速感知、车轮与路面之间摩擦因数估计、车速与转向控制、视野扩展系统、无人驾驶机器人控制系统、无人驾驶机器人车辆控制系统、自动驾驶评价模型及智能水平等级划分、自动驾驶车辆评价指标、智能水平定量评价、车联网与智能交通系统等自动驾驶新技术。

前言
第1章绪论1
11自动驾驶技术的产生1
12自动驾驶汽车的研究状况4
121国外自动驾驶汽车的研究状况4
122国内自动驾驶技术的状况7
13自动驾驶汽车的发展目标与重点11
14本章小结13
第2章自动驾驶车辆组成模块14
21自然环境感知模块14
211道路信息感知14
212环境信息感知22
213其他信息感知27
22智能行为决策模块33
221车辆驾驶行为33
222全局路径规划36
223局部路径规划43
23车辆自身状态采集模块51
231车辆行驶姿态与行驶车速感知51
232车轮与路面之间摩擦因数估计65
24车辆控制模块68
241起停控制68
242车速与转向控制69
243车身控制76
244安全保障控制77
25本章小结80
第3章自动驾驶车辆控制系统81
31安全预警技术81
311定速巡航控制系统81
312自适应巡航控制系统88
313车辆智能避撞预警技术91
32车辆防撞系统93
321防追尾碰撞系统94
322倒车防撞系统97
33车道保持系统102
331车道保持系统的功能102
332车道保持系统的组成102
333车道保持系统的原理104
34视野扩展系统106
341视野系统原理106
342车辆驾驶盲区107
343视野扩展方法109
35紧急报警系统114
351车载紧急报警系统114
352系统总体设计115
353定位技术115
354系统接收终端116
36车载导航系统116
361车载导航系统的功能116
362车载导航系统的分类117
363车载导航系统的特点与组成118
364内部信息导航系统119
365无线电导航系统123
37本章小结132
第4章无人驾驶机器人车辆134
41无人驾驶机器人车辆简介134
42无人驾驶机器人的总体结构137
421换档机械手结构138
422加速/制动/离合机械腿结构139
423转向机械手结构140
43无人驾驶机器人控制系统141
431示教再现系统142
432电磁直驱控制系统143
433多机械手协调控制系统146
44无人驾驶机器人车辆控制系统151
441无人驾驶机器人车辆路径控制152
442无人驾驶机器人车辆速度控制154
443无人驾驶机器人车辆路径及速度
解耦控制156
444无人驾驶机器人车辆转向控制164
445无人驾驶机器人车辆多模态切换
控制172
45本章小结180
第5章自动驾驶车辆智能水平定量
评价181
51评价模型及智能水平等级划分181
511自动驾驶车辆评价模型181
512国外自动驾驶车辆智能水平
划分182
513国内自动驾驶车辆智能水平
划分184
52自动驾驶车辆评价指标190
521评价指标选取191
522评价指标筛选193
523评价指标权重的确定193
53智能水平定量评价198
531成本函数法198
532模糊综合评价法204
54本章小结211
第6章自动驾驶车辆的机遇与挑战212
61车联网及智能交通系统212
611车联网技术及其发展212
612智能交通系统概述215
62自动驾驶车辆上路驾驶伦理与
法律222
621伦理规范方面222
622法律法规方面225
63各国自动驾驶车辆上路行驶相关
法案228
631国外自动驾驶车辆上路行驶相关
法案229
632国内自动驾驶车辆上路行驶相关
法案232
64本章小结234
参考文献235

随着互联网技术的飞速发展，人工智能进入公众视野，现阶段已经应用在多个领域，汽车智能化——自动驾驶技术也随之悄然兴起。作为未来汽车行业发展方向的汽车自动驾驶技术的出现，改变了社会传统出行的方式，使人类从烦琐枯燥的驾驶中解脱出来，不仅可以显著提高城市交通的效率，而且能够有效减少甚至避免交通事故的发生。
自动驾驶技术的初步探索研究始于20世纪中叶，美、日、欧等发达国家和地区通过进行多种试验和竞赛的方式，有效促进了自动驾驶技术的进步。近十余年自动驾驶呈现井喷式发展，根据国际汽车工程师协会发布的针对自动驾驶技术的分级标准J3016，国内外大量研发机构设计出了不同智能化等级的自动驾驶汽车，其中具有代表性的有谷歌的无人驾驶汽车、通用汽车公司的ENV系列电动联网智能汽车、德国慕尼黑联邦国防军大学的VAMT和VITA智能汽车、欧盟CyberCars/CyberMove智能汽车、中国百度智能汽车等。为了普及自动驾驶技术，培养智能制造领域的创新人才，助力智能制造创新发展，组织了本书的编写。
本书反映了近年出现的一些汽车行业的新知识、新技术、新成果，如车辆驾驶行为、车辆行驶姿态与行驶车速感知、无人驾驶机器人车辆、自动驾驶车辆评价模型、自动驾驶车辆评价指标、智能驾驶水平定量评价、车联网及智能交通系统、车联网技术及其发展、国内外自动驾驶车辆上路行驶相关法案。在内容上与已经出版的同类图书具有一定的互补性，本书具有重要的出版价值。
本书是国家自然科学基金项目（编号：51675281）、江苏省六大人才高峰计划项目（编号：2015JXQC003）、中央高校基本科研业务费专项资金项目（编号：30918011101）的研究成果。
本书由南京理工大学陈刚、东南大学殷国栋、南京理工大学王良模编著。分工如下：陈刚编写第2章、第4章、第5章；殷国栋编写第1章和第6章；王良模编写第3章。
由于编著者的水平有限，书中疏漏之处在所难免，欢迎广大读者指正。

编者