《無(wú)人駕駛車(chē)輛理論與設計》是在作者已出版的《無(wú)人駕駛汽車(chē)概論》《無(wú)人駕駛車(chē)輛模型預測控制》《無(wú)人駕駛車(chē)輛智能行為及其測試與評價(jià)》等專(zhuān)著(zhù)的基礎上,考慮近年來(lái)新發(fā)展,著(zhù)手編寫(xiě)的面向車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)本科層次的教材。
本書(shū)共7章,包括無(wú)人駕駛車(chē)輛發(fā)展歷程、應用前景和結構組成;無(wú)人駕駛車(chē)輛常用感知傳感器及其標定方法;無(wú)人駕駛車(chē)輛環(huán)境感知技術(shù);無(wú)人駕駛車(chē)輛衛星導航定位技術(shù)、航跡推算定位技術(shù)以及視覺(jué)定位技術(shù);無(wú)人駕駛車(chē)輛路徑規劃、路徑跟蹤方法以及無(wú)人駕駛車(chē)輛設計與測試方法等內容。
本書(shū)以深入淺出的方式讓學(xué)生融會(huì )貫通地掌握無(wú)人駕駛車(chē)輛相關(guān)基本知識。如在第3章以實(shí)際案例的方式介紹了基于視覺(jué)的車(chē)道線(xiàn)檢測,基于三維激光雷達的越野環(huán)境可通行區域檢測,基于彩色分割、形態(tài)學(xué)處理、幾何形狀檢測的交通信號燈檢測。以基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的限速標志檢測為例,介紹了深度學(xué)習方法在無(wú)人駕駛車(chē)輛上的應用。第4章介紹了近兩年得到廣泛應用的網(wǎng)絡(luò )差分定位技術(shù)。第6章介紹了艾克曼轉向和速差轉向的2種不同類(lèi)型的無(wú)人駕駛車(chē)輛路徑跟蹤方法。第7章介紹了基于公開(kāi)數據集、基于V-REP的仿真測試和無(wú)人駕駛車(chē)輛實(shí)車(chē)測試方法。
本書(shū)可作為高等院校自動(dòng)化、計算機等專(zhuān)業(yè)的參考教材,同時(shí)可為各類(lèi)對無(wú)人駕駛車(chē)輛感興趣的人員提供入門(mén)參考。
陳慧巖,北京理工大學(xué)機械與車(chē)輛學(xué)院教授,博士生導師,工學(xué)博士。主要從事地面無(wú)人機動(dòng)平臺基礎技術(shù)、智能車(chē)輛技術(shù)、車(chē)輛傳動(dòng)技術(shù)研究工作。承擔國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目和培育項目各1項;承擔國家武器裝備型號項目多項;承擔國家863計劃項目多項。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇,獲得國家科技進(jìn)步一等獎1項,部級科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎5項,獲得國家教學(xué)成果二等獎1項,獲得北京市優(yōu)秀教學(xué)成果獎1項。享受?chē)鴦?wù)院政府特殊津貼。
第1章 緒論
1.1 發(fā)展歷程
1.1.1 國外發(fā)展歷程
1.1.2 國內發(fā)展歷程
1.2 無(wú)人駕駛車(chē)輛的應用前景
1.2.1 無(wú)人駕駛車(chē)輛在智能交通中的應用
1.2.2 無(wú)人駕駛車(chē)輛在礦區、園區等區域的應用
1.2.3 無(wú)人駕駛車(chē)輛在國防安全領(lǐng)域的應用
1.3 無(wú)人駕駛車(chē)輛結構組成
習題
第2章 無(wú)人駕駛車(chē)輛常用感知傳感器
2.1 激光雷達
2.1.1 二維激光雷達
2.1.2 三維激光雷達
2.1.3 激光雷達的標定
2.2 毫米波雷達
2.3 車(chē)載攝像機
2.3.1 單目視覺(jué)標定
2.3.2 雙目視覺(jué)標定
習題
第3章 無(wú)人駕駛車(chē)輛環(huán)境感知技術(shù)
3.1 結構化道路車(chē)道線(xiàn)檢測
3.1.1 結構化道路常用基本假設
3.1.2 車(chē)道線(xiàn)檢測
3.2 越野環(huán)境可通行區域檢測
3.2.1 地面分割
3.2.2 越野環(huán)境要素檢測
3.2.3 可通行區域提取
3.3 交通信號燈與交通標志檢測
3.3.1 交通信號燈檢測
3.3.2 交通標志檢測
3.4 前方車(chē)輛檢測
3.4.1 視覺(jué)與二維激光雷達融合檢測
3.4.2 視覺(jué)與毫米波雷達融合檢測
習題
第4章 無(wú)人駕駛車(chē)輛定位導航
4.1 全球衛星導航定位
4.1.1 GPS定位的基本原理
4.1.2 GPS定位特性分析
4.1.3 差分GPS
4.2 GPS/DR組合定位
4.2.1 航跡推算(DR)定位
4.2.2 GPS/DR組合方式
4.3 視覺(jué)定位技術(shù)
4.3.1 視覺(jué)SLAM
4.3.2 視覺(jué)里程計
習題
第5章 無(wú)人駕駛車(chē)輛路徑規劃
5.1 路徑規劃概述
5.2 環(huán)境地圖表示方法
5.2.1 度量地圖表示法
5.2.2 拓撲地圖表示法
5.3 常用算法介紹
5.3.1 Diikstra算法
5.3.2 經(jīng)典A*算法
5.3.3 RRT算法
5.4 應用實(shí)例
5.4.1 基于柵格地圖的搜索算法實(shí)例
5.4.2 基于拓撲地圖的搜索算法實(shí)例
習題
第6章 無(wú)人駕駛車(chē)輛路徑跟蹤
6.1 阿克曼轉向車(chē)輛運動(dòng)學(xué)
6.2 阿克曼轉向車(chē)輛路徑跟蹤算法
6.3 速差轉向車(chē)輛運動(dòng)分析
6.3.1 車(chē)輛轉向結構分析
6.3.2 轉向動(dòng)力學(xué)分析
6.3.3 轉向控制不確定性分析
6.4 速差轉向車(chē)輛的路徑跟蹤控制
6.4.1 預瞄自適應控制
6.4.2 車(chē)輛轉向的橫縱向協(xié)同控制方法
習題
第7章 無(wú)人駕駛車(chē)輛設計與測試
7.1 功能需求分析與總體設計
7.1.1 功能需求分析
7.1.2 總體設計
7.2 分系統設計
7.2.1 底層系統設計
7.2.2 控制系統設計
7.2.3 感知系統設計
7.2.4 路徑規劃系統設計
7.3 仿真與實(shí)車(chē)測試
7.3.1 基于公開(kāi)數據集的測試
7.3.2 基于V-REP的仿真測試
7.3.3 實(shí)車(chē)測試
習題
附錄V-REP仿真軟件入門(mén)材料
1.1 V-REP基本操作
1.1.1 菜單欄
1.1.2 快捷操作欄
1.2 V-REP獨立仿真
1.3 V-REP與Matlab聯(lián)合仿真
1.4 Lua語(yǔ)法簡(jiǎn)要說(shuō)明
參考文獻