智能汽车的技术核心正从机械工程领域转向系统／ 软件工程领域， 系统和服务的复杂性正在迅速增长。当前， 汽车具备了复杂的环境感知、智能决策与控制一体化的智能驾驶能力， 以及宜人的座舱交互能力， 实现了汽车电子系统内部近百个电子控制单元的网络互联，以及车与车、车与人、车与路、车与设备、车与电网、车与互联网、车与云端平台的高价值资源全方位网络互联。智能驾驶、智能底盘与智能座舱等多域功能对计算速度、可靠性、安全性、灵活性和可扩展性有其特定的要求。多功能映射到各自的软件系统和物理硬件上， 由此产生的复杂性已达到要求架构重新开始的极限。与此同时， 诸如与外部基础设施和车对车通信等创新功能需要后端服务器和云解决方案以及面向服务的架构。本书详尽探讨了智能汽车的设计理论， 涵盖基本概念、体系架构、设计流程， 以及智能驾驶、智能底盘与智能座舱功能域开发的关键技术。本书适合汽车智能技术研究与应用相关技术人员学习参考， 也可作为大专院校汽车相关专业师生的参考书。
全彩印刷，印装精美十四五国家重点出版物规划项目吉林大学智能汽车方向知名专家力作
伴随着汽车智能化、网联化、电动化及共享化需求的逐渐深入， 汽车的内涵和外延不断丰富， 具备了复杂的环境感知、智能决策与控制能力， 实现了汽车电子系统内部近百个电子控制单元的网络互联， 以及车与车、车与人、车与路、车与设备、车与电网、车与互联网、车与云端平台的高价值资源全方位网络互联。智能汽车从孤立的机械单元逐步发展， 其与外界之间的界限变得模糊，逐步转变为智能交通系统、智慧城市系统的核心节点， 其上运行有超过１.５ 亿行代码， 协同边缘端、云端设备实现智能驾驶、智能底盘与智能座舱等多域功能。智能汽车的技术核心正从机械工程领域转向系统／ 软件工程领域， 汽车系统和服务的复杂性正在迅速增长。智能驾驶、智能底盘与智能座舱域都有其对计算速度、可靠性、安全性、灵活性和可扩展性的要求。智能汽车各功能域的电子系统将功能映射到各自的软件系统和物理硬件上， 由此产生的复杂性已达到要求架构重新开始的极限。与此同时， 诸如与外部基础设施和车对车通信等创新功能需要后端服务器和云解决方案以及面向服务的架构。值此智能汽车发展的关键时期， 本书聚焦创新的智能汽车设计架构和理论，以期与业界专家、学者等同仁共同推动智能汽车产业的发展。本书详细深入地阐述了智能汽车网络安全的开发、技术、创新和服务。第１ 章概述了智能汽车基本概念、历史演进、体系架构、发展趋势、设计流程与关键技术等。第２ 章概述了智能驾驶环境感知技术， 包括车辆状态自感知、车辆外部环境感知和车前路面特征感知等。第３ 章概述了智能驾驶环境认知技术， 主要包括智能汽车车辆运动预测、行人运动预测、智能驾驶动态地图建模及认知模型在行为决策中的应用等。第４ 章概述了智能驾驶决策规划技术， 包括多目标决策架构与评价、基于强化学习的决策规划、考虑社会属性的决策规划和智能驾驶决策安全规约等。第５ 章概述了车辆运动控制在自动驾驶中的关键作用， 强调其在稳定性和轨迹跟随方面的重要性； 介绍了纵向控制和横向控制的分离应用， 以及模型预测控制在运动控制中的主流地位等。第６ 章概述了智能汽车线控底盘的发展背景、构型分析及线控部件的发展趋势； 回顾了线控底盘的发展历程， 分析了不同类型的构型及其技术优势。第７ 章概述了智能座舱的构成和发展， 介绍了其硬件支撑层、系统软件层、功能软件层与应用服务层的多层架构等。第８ 章概述了智能汽车的安全技术， 包括主动安全、被动安全、功能安全、预期功能安全与信息安全。第９ 章概述了智能汽车的定义、分类及其测试与评价的重要性， 介绍了智能汽车自动驾驶等级的划分标准， 强调了不同设计运行范围对智能化程度和使用体验的影响等。第１０ 章概述了智能汽车驾乘舒适性设计的重要性， 强调高舒适性和良好人机交互在提升乘坐体验和减少驾驶疲劳中的关键作用等。本书由吉林大学汽车工程学院、汽车仿真与控制国家重点实验室高振海，吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室胡宏宇、高菲， 吉林大学汽车工程学院赵睿著。吉林大学汽车工程学院唐明宏、鲍明喜、于桐、郑程元、王媛媛、暴宇豪、温文昊、张汉英、朱乃宣、孙翊腾等， 汽车仿真与控制国家重点实验室何磊、陈国迎、孙天骏、李钊、张天瑶、赵阳、张素民等参与了资料收集与校对整理工作。恳请读者对本书的内容和章节安排等提出宝贵意见， 并对书中存在的错误及不当之处提出批评和修改建议， 以便本书再版修订时参考。作 者
高镇海，教授，博士生导师，吉林大学底盘集成与仿生全国重点实验室主任。曾任吉林大学汽车工程学院院长。
第1 章智能汽车设计1.1 概述／ ００１１.１.１ 智能汽车的基本概念／ ００１１.１.２ 智能汽车的历史演进／ ００６１.１.３ 智能汽车的体系架构／ ００９１.１.４ 智能汽车的发展趋势／ ００９1.2 智能汽车设计流程／ ０１３１.２.１ 智能汽车产品概念阶段／ ０１４１.２.２ 智能汽车产品战略规划阶段／ ０１４１.２.３ 智能汽车产品诞生阶段／ ０１５１.２.４ 智能汽车产品年型阶段／ ０２３1.3 智能汽车关键技术／ ０２４１.３.１ 智能驾驶／ ０２４１.３.２ 智能座舱／ ０２９１.３.３ 智能底盘／ ０３２１.３.４ 智能架构／ ０３２１.３.５ 智能安全／ ０３５１.３.６ 智能舒适／ ０３７参考文献／ ０３７第2 章智能驾驶环境感知技术2.1 概述／ ０３８2.2 车辆状态自感知／ ０３８２.２.１ 正常态自感知／ ０３９２.２.２ 异常态自感知／ ０４６2.3 车辆外部环境感知／ ０５０２.３.１ 视觉感知／ ０５０２.３.２ 激光雷达感知／ ０５２２.３.３ 毫米波雷达感知／ ０５４２.３.４ 多传感器融合／ ０５５2.4 车前路面特征感知／ ０５９２.４.１ 车前路面不平度检测／ ０５９２.４.２ 车前路面状态检测／ ０６６参考文献／ ０７０第3 章智能驾驶环境认知技术3.1 概述／ ０７２3.2 智能汽车车辆运动预测／ ０７３３.２.１ 车辆轨迹预测／ ０７３３.２.２ 车辆意图识别／ ０７６3.3 智能汽车行人运动预测／ ０８１３.３.１ 基于ＬＳＴＭ 的行人轨迹预测／ ０８１３.３.２ 基于ＧＣＮ 的行人轨迹预测／ ０８２３.３.３ 基于ＧＡＮ 的行人轨迹预测／ ０８５3.4 智能驾驶动态地图建模／ ０８６３.４.１ 基于网格地图的表达方式／ ０８６３.４.２ 基于行驶风险场的表达方式／ ０８８3.5 认知模型在行为决策中的应用／ ０９６３.５.１ 基于网格地图的辅助驾驶预警策略／ ０９６３.５.２ 基于风险场的自主换道决策应用／ １００参考文献／ １０３第4 章智能驾驶决策规划技术4.1 概述／ １０５4.2 智能驾驶多目标决策架构与评价／ １０６４.２.１ 智能驾驶决策层架构／ １０６４.２.２ 智能驾驶决策评价方法／ １０８4.3 基于强化学习的决策规划／ １０９４.３.１ 基于强化学习的决策规划方法／ １１０４.３.２ 基于强化学习的决策规划实例／ １１２4.4 考虑社会属性的决策规划／ １１４４.４.１ 考虑社会属性的自动驾驶决策规划方法／ １１５４.４.２ 考虑社会属性的自动驾驶决策规划实例／ １２０4.5 智能驾驶决策安全规约／ １２２４.５.１ 智能驾驶决策安全规约方法／ １２２４.５.２ 智能驾驶决策安全规约实例／ １２４参考文献／ １２７第5 章智能汽车自动驾驶运动控制技术5.1 概述／ １２８5.2 运动控制中的车辆模型／ １２９５.２.１ 车辆运动学模型／ １２９５.２.２ 车辆动力学模型／ １３０5.3 智能汽车纵向控制方法／ １３２５.３.１ ＰＩＤ 速度控制／ １３２５.３.２ 纵向速度前馈控制／ １３２5.4 智能汽车横向控制方法／ １３３５.４.１ 坐标系及符号定义／ １３３５.４.２ 基于车辆运动学模型的横向控制方法／ １３４５.４.３ 基于车辆动力学模型的横向控制方法／ １３６５.４.４ 基于深度学习的运动控制／ １５３5.5 车辆纵横向运动集成控制方法／ １５４参考文献／ １５５第6 章智能底盘6.1 概述／ １５６6.2 智能汽车线控底盘构型／ １５６６.２.１ 纯电模块化底盘构型／ １５７６.２.２ 一体化底盘构型／ １６０6.3 智能汽车线控底盘功能／ １６２６.３.１ 线控制动／ １６３６.３.２ 线控转向／ １６５６.３.３ 线控悬架／ １６７参考文献／ １６９第7 章智能座舱7.1 概述／ １７０7.2 智能座舱硬件支持技术／ １７２７.２.１ 传感器与执行器／ １７３７.２.２ 域控制器／ １７７7.3 智能座舱系统软件技术／ １８３７.３.１ 座舱操作系统／ １８３７.３.２ 系统虚拟化／ １９１7.4 智能座舱人机交互技术／ １９９７.４.１ 人机交互功能架构／ １９９７.４.２ 显式交互技术／ ２０１７.４.３ 隐式交互技术／ ２０４7.5 智能座舱信息增值技术／ ２０７参考文献／ ２０９第8 章智能汽车安全技术 8.1 概述／ ２１０8.2 智能汽车主动安全／ ２１１８.２.１ 纵向主动安全／ ２１１８.２.２ 横向主动安全／ ２１３8.3 智能汽车被动安全／ ２１４８.３.１ 人体数字模型／ ２１４８.３.２ 乘员约束系统／ ２２１8.4 智能汽车功能安全／ ２２６８.４.１ 功能安全法规与标准／ ２２７８.４.２ 功能安全设计流程与关键技术／ ２３１8.5 智能汽车预期功能安全／ ２３７８.５.１ 预期功能安全法规与标准／ ２３７８.５.２ 预期功能安全设计流程与关键技术／ ２３９8.6 智能汽车信息安全／ ２４３８.６.１ 信息安全法规与标准／ ２４３８.６.２ 信息安全设计流程与关键技术／ ２４７参考文献／ ２５４第9 章智能汽车自动驾驶测试与评价9.1 概述／ ２５５9.2 智能汽车自动驾驶测试标准与规范／ ２５５９.２.１ 仿真测试标准与规范／ ２５６９.２.２ 台架测试标准与规范／ ２５７９.２.３ 场地测试标准与规范／ ２５８９.２.４ 数字孪生测试标准与规范／ ２５９９.２.５ 人机交互测试标准与规范／ ２６０9.3 智能汽车自动驾驶测试工具链／ ２６２９.３.１ 仿真测试工具／ ２６２９.３.２ 台架测试工具／ ２６３９.３.３ 场地测试工具／ ２６３9.4 智能汽车自动驾驶评价方法与体系／ ２６５９.４.１ 主观评价方法／ ２６５９.４.２ 客观评价方法／ ２６７９.４.３ 主客观融合评价方法／ ２６８９.４.４ 海量数据驱动的智能汽车评价方法／ ２６８9.5 智能汽车自动驾驶评价工具链／ ２６９9.6 智能汽车自动驾驶评价案例／ ２７０９.６.１ ＡＥＢ 系统评价案例分析／ ２７０９.６.２ ＡＣＣ 系统评价案例分析／ ２７２９.６.３ 自动泊车辅助系统评价案例分析／ ２７３９.６.４ 换道辅助系统评价案例分析／ ２７７９.６.５ 智能座舱系统评价案例分析／ ２８０９.６.６ 自动驾驶系统评价案例分析／ ２８１参考文献／ ２８４第10 章智能汽车驾乘舒适性测试与评价10.1 概述／ ２８６10.2 智能汽车乘坐舒适性研究方法和评价／ ２８６１０.２.１ 智能汽车座椅主观舒适性测试与评价／ ２８９１０.２.２ 智能汽车客观舒适性测试与评价／ ２９１１０.２.３ 驾驶员理想驾姿设计与评价／ ２９８１０.２.４ 智能汽车减缓晕动症设计与评价／ ３０３10.3 智能汽车驾乘舒适性测评案例／ ３０８１０.３.１ 影响驾乘舒适性的主要人机布置参数／ ３０８１０.３.２ 驾乘舒适性评价指标／ ３１０１０.３.３ 驾乘舒适性逆向动力学仿真／ ３１１参考文献／ ３１７
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