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智能无人车辆技术

战略性新兴领域-十四五 高等教育教材

作者:
主编:项昌乐、李雪原 副主编:苏波、王建强、龚建伟
定价:
60.00 元
版面字数:
620.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
暂无
ISBN:
978-7-04-064103-5
物料号:
64103-00
出版时间:
2026-03-19
读者对象:
高等教育
一级分类:
机械/能源类
二级分类:
汽车类专业课
三级分类:
汽车总体设计

本书是智能网联和新能源汽车新兴领域“十四五”高等教育教材,也是工业和信息化部“十四五”规划教材。本书面向汽车工业、国防军事、应急救援等国家重大战略与学科前沿发展的迫切应用需求,以非结构道路高速智能无人车辆为背景,针对复杂应用场景、非道路行驶环境、卫星导航信号拒止等特殊难题,系统阐释特种无人车辆的基本原理、发展现状、发展趋势、总体技术、分系统设计及各大关键技术等前沿知识,全面呈现了智能无人车辆的整体技术架构,包括智能无人车辆总体技术、摇臂悬挂无人平台的质心运动学和动力学模型、环境感知——目标检测与运动跟踪技术、定位导航技术、控制执行技术、行为决策与控制、多车协同控制技术、电磁兼容技术等。

本书注重产教融合,邀请行业专家、教授共同参与编写,将最新科研成果融入教材,增强了教材的可读性和实用性。本书可供高等学校机械工程、车辆工程、智能电动车辆等相关专业本科生和研究生作为教材选用,也可作为相关专业学生、科研院所、部队单位在智能无人车辆领域的参考书,还可作为从事相关工作的工程技术人员和科研人员的参考书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第①章 绪论
        • 1.1 智能无人车辆概述
          • 1.1.1 系统组成
            • 1.1.2 智能无人车辆分类
            • 1.2 智能无人车辆的发展现状
              • 1.2.1 国外军用智能无人车辆现状
                • 1.2.2 国内军用智能无人车辆现状
                • 1.3 智能无人车辆技术分级
                  • 1.3.1 民用智能无人车辆技术分级
                    • 1.3.2 军用智能无人车辆技术分级
                    • 1.4 智能无人车辆的发展趋势
                      • 1.4.1 关键部件的发展趋势
                        • 1.4.2 关键技术的发展趋势
                          • 1.4.3 智能无人车辆发展趋势
                        • 第②章 智能无人车辆总体技术
                          • 2.1 智能无人车辆指标体系
                            • 2.1.1 一般性指标
                              • 2.1.2 机动性指标
                                • 2.1.3 智能化指标
                                  • 2.1.4 通用质量特性
                                  • 2.2 智能无人车辆系统匹配技术
                                    • 2.2.1 动力传动系统匹配
                                      • 2.2.2 感知系统匹配
                                        • 2.2.3 电气系统匹配技术
                                      • 第3章 摇臂悬挂无人平台的质心运动学和动力学模型
                                        • 3.1 引言
                                          • 3.2 多刚体质心运动学模型
                                            • 3.2.1 坐标系分配与运动关节建模
                                              • 3.2.2 封闭运动链建模
                                                • 3.2.3 位置运动学方程
                                                  • 3.2.4 速度运动学方程
                                                    • 3.2.5 加速度运动学方程
                                                      • 3.2.6 速度运动学方程的旋量属性
                                                        • 3.2.7 系统的质心运动学模型
                                                        • 3.3 多刚体质心动力学模型
                                                          • 3.3.1 系统的空间动量
                                                            • 3.3.2 系统的动力学模型
                                                              • 3.3.3 系统的质心动量矩阵
                                                              • 3.4 摇臂悬挂无人平台的动力学简化模型
                                                                • 3.4.1 零力矩点
                                                                  • 3.4.2 力等效简化原则
                                                                    • 3.4.3 简化模型
                                                                      • 3.4.4 瞬时预瞄点及相平面分析
                                                                    • 第④章 环境感知——目标检测与运动跟踪技术
                                                                      • 4.1 环境感知系统
                                                                        • 4.2 卡尔曼滤波
                                                                          • 4.2.1 线性卡尔曼滤波
                                                                            • 4.2.2 无迹卡尔曼滤波
                                                                            • 4.3 视觉感知技术
                                                                              • 4.3.1 车载传感器模型与坐标系
                                                                                • 4.3.2 传感器数据的空间对准
                                                                                  • 4.3.3 传感器数据的时间对准
                                                                                  • 4.4 感知信息融合技术
                                                                                    • 4.4.1 静态障碍物检测
                                                                                      • 4.4.2 平坦区域检测
                                                                                        • 4.4.3 环境要素识别与分割
                                                                                      • 第⑤章 智能无人车辆定位导航技术
                                                                                        • 5.1 卫星定位技术
                                                                                          • 5.1.1 全球导航卫星系统简介
                                                                                            • 5.1.2 卫星定位原理
                                                                                            • 5.2 差分GNSS定位技术
                                                                                              • 5.3 惯性导航定位技术
                                                                                                • 5.3.1 惯性导航定位系统简介
                                                                                                  • 5.3.2 惯性导航定位系统工作原理
                                                                                                    • 5.3.3 惯性导航定位系统误差分析
                                                                                                    • 5.4 高精度地图技术
                                                                                                      • 5.4.1 高精地图技术概述
                                                                                                        • 5.4.2 高精度地图的挑战
                                                                                                        • 5.5 同时定位与地图构建技术
                                                                                                          • 5.5.1 SLAM简介
                                                                                                            • 5.5.2 视觉SLAM技术
                                                                                                              • 5.5.3 激光SLAM技术
                                                                                                                • 5.5.4 图优化
                                                                                                                  • 5.5.5 无人车激光SLAM开发实践
                                                                                                                  • 5.6 地图匹配技术
                                                                                                                    • 5.6.1 地图匹配定位技术简介
                                                                                                                      • 5.6.2 地图匹配定位技术原理
                                                                                                                        • 5.6.3 地图匹配定位误差分析
                                                                                                                        • 5.7 多传感器融合定位技术
                                                                                                                          • 5.7.1 多传感器融合定位系统简介
                                                                                                                            • 5.7.2 多传感器融合定位系统体系结构
                                                                                                                              • 5.7.3 多传感器融合定位系统分层
                                                                                                                                • 5.7.4 多传感器融合定位原理
                                                                                                                                  • 5.7.5 多传感器融合误差分析
                                                                                                                                    • 5.7.6 多传感器融合算法
                                                                                                                                  • 第⑥章 智能无人车辆的控制执行技术
                                                                                                                                    • 6.1 关键执行机构
                                                                                                                                      • 6.1.1 电控驱动系统
                                                                                                                                        • 6.1.2 电控转向系统
                                                                                                                                          • 6.1.3 电控悬架系统
                                                                                                                                          • 6.2 车辆纵向控制技术
                                                                                                                                            • 6.2.1 智能电动汽车纵向系统模型
                                                                                                                                              • 6.2.2 纵向控制器设计
                                                                                                                                              • 6.3 车辆横向控制技术
                                                                                                                                                • 6.3.1 稳态转向
                                                                                                                                                  • 6.3.2 智能车辆横向系统模型
                                                                                                                                                    • 6.3.3 智能车辆横向控制器设计
                                                                                                                                                    • 6.4 车辆纵横向综合控制技术
                                                                                                                                                      • 6.4.1 纵横向耦合机理
                                                                                                                                                        • 6.4.2 车辆耦合动力学模型
                                                                                                                                                          • 6.4.3 车辆耦合运动学模型
                                                                                                                                                            • 6.4.4 智能电动车纵横向综合控制系统设计
                                                                                                                                                            • 6.5 多车协同控制技术
                                                                                                                                                              • 6.5.1 多车协同换道控制
                                                                                                                                                                • 6.5.2 多车协同编队控制
                                                                                                                                                                • 6.6 人机协同驾驶技术
                                                                                                                                                                  • 6.6.1 人机交互界面HMI技术
                                                                                                                                                                    • 6.6.2 人机共驾技术
                                                                                                                                                                      • 6.6.3 遥控驾驶技术
                                                                                                                                                                    • 第⑦章 智能无人车辆行为决策与控制
                                                                                                                                                                      • 7.1 驾驶行为决策方法
                                                                                                                                                                        • 7.1.1 车辆智能决策概述
                                                                                                                                                                          • 7.1.2 通用型决策框架
                                                                                                                                                                            • 7.1.3 基于场景的决策框架
                                                                                                                                                                              • 7.1.4 纵向驾驶行为识别
                                                                                                                                                                                • 7.1.5 横向驾驶行为识别
                                                                                                                                                                                • 7.2 智能无人车辆的运动控制
                                                                                                                                                                                  • 7.2.1 智能车辆决策评价模型
                                                                                                                                                                                    • 7.2.2 评价函数制定
                                                                                                                                                                                      • 7.2.3 基于学习的多目标优化方法
                                                                                                                                                                                        • 7.2.4 环境地图表示方法
                                                                                                                                                                                          • 7.2.5 路径搜索算法
                                                                                                                                                                                            • 7.2.6 轨迹优化
                                                                                                                                                                                            • 7.3 智能无人车辆状态监测与错误修复机制
                                                                                                                                                                                              • 7.3.1 基于规则的决策技术
                                                                                                                                                                                                • 7.3.2 基于统计的决策技术
                                                                                                                                                                                                  • 7.3.3 基于机器学习的类人决策技术
                                                                                                                                                                                                • 第⑧章 智能无人车辆多车协同控制技术
                                                                                                                                                                                                  • 8.1 智能无人车辆多车通信技术
                                                                                                                                                                                                    • 8.1.1 无线通信网络
                                                                                                                                                                                                      • 8.1.2 车联网体系架构
                                                                                                                                                                                                      • 8.2 智能无人车辆协同定位技术
                                                                                                                                                                                                        • 8.2.1 协同SLAM架构及分类
                                                                                                                                                                                                          • 8.2.2 基于视觉的协同SLAM系统
                                                                                                                                                                                                            • 8.2.3 基于车间测距率的协同定位系统
                                                                                                                                                                                                            • 8.3 智能无人车辆协同编队控制技术
                                                                                                                                                                                                              • 8.3.1 传统领航跟随法
                                                                                                                                                                                                                • 8.3.2 混合式领航跟随法
                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.3 编队节点管理系统设计
                                                                                                                                                                                                                  • 8.4 多车协同技术
                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.1 从单车系统到多车系统
                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.2 协作车技术
                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.3 协同操作与协同运输
                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.4 现有控制策略概况
                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.5 稳定可靠的多控制器架构
                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.6 用虚拟结构方法进行编队导航
                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.7 基于领航-跟随方法的编队导航
                                                                                                                                                                                                                              • 第⑨章 智能无人车辆系统电磁兼容技术
                                                                                                                                                                                                                                • 9.1 电磁兼容基本概念与术语
                                                                                                                                                                                                                                  • 9.1.1 电磁兼容含义
                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1.2 智能无人车辆电磁兼容问题
                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2 智能无人车辆电磁骚扰源
                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.1 电磁骚扰分类
                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.2 自然骚扰源
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.3 人为车外骚扰源
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.4 车内骚扰源
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 智能无人车辆电磁骚扰的发生机理
                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.1 接触放电噪声
                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.2 感性负载的瞬变
                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.3 功率电子瞬变
                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4 智能无人车辆的车载典型电磁骚扰源
                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.1 车用电机驱动系统
                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.2 总线系统
                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.4.3 DC-DC变换系统
                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5 智能无人车辆印制电路板电磁兼容
                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5.1 印制电路板的电磁兼容设计
                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.5.2 印制电路板的布局
                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.6 屏蔽与滤波在智能无人车辆上的应用
                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.6.1 屏蔽技术在智能无人车辆上的应用举例
                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.6.2 滤波器在智能无人车辆上的应用举例