了得網工業技術_自動駕駛汽車平臺技術基礎

編輯推薦

該叢書由北京航空航天大學和百度自動駕駛事業群組聯合編寫，繫統介紹自動駕駛技術基礎理論，構建完整的知識體繫，並依托百度Apollo自動駕駛平臺具體實現，體現我國自動駕駛技術領域的*科研成果和前沿技術應用。

內容簡介

自動駕駛汽車是指能夠通過車載傳感繫統感知道路環境、自動規劃行車路線並控制車輛到達預定目標的一種智能汽車。自動駕駛汽車集自動控制、體繫結構、人工智能、視覺計算等眾多技術於一體，是計算機科學、模式識別和智能控制技術高度發展的產物。本書對自動駕駛汽車研究與開發所涉及的平臺技術進行了繫統介紹，主要內容包括：自動駕駛汽車硬件平臺、自動駕駛汽車軟件平臺、自動駕駛汽車開發平臺、自動駕駛汽車軟件計算框架和自動駕駛汽車輔助開發平臺等。本書可以作為高等院校車輛工程、交通工程專業在校學生的教材，也可供從事自動駕駛汽車相關行業的工程技術人員使用和參考。

作者簡介

楊世春，北京航空航天大學車輛工程國家重點學科長聘教授，目前擔任交通科學與工程學院院長助理，新能源汽車工程學科負責人。長期致力於新能源汽車能源動力繫統控制技術研究，近年來主持了包括國家自然科學基金、重點研發計劃、863 計劃等在內的國家和省部級項目30餘項，以作者或通信作者發表SCI源刊論文29篇，在Scopus/CNKI被引1136次，在SCI中他引373次；以享有人授權發明專利22項，授權國際專利8項；在IEEE Transactions on Industrial Electronics, IJAT等10多個期刊中擔任審稿人。主持編寫了規劃教材《電動汽車基礎理論與設計》、專著《跟車狀態下的車輛能耗與排放分析》、專著《電動汽車設計基礎》，牽頭創建了”新能源汽車工程”工信部首批重點交叉學科；參與《中國制造2025》中節能與新能源汽車技術路線圖的撰寫。楊世春帶領團隊近年來取得了多項高水平研究成果，獲中國汽車工業技術發明一等獎1項，*科學技術和技術發明二等獎各1項；獲北京市高等教育教學成果二等獎1項；2016年入選第七屆全國優秀科技工作者。

第1章自動駕駛汽車概述
第2章自動駕駛汽車硬件平臺
第3章自動駕駛汽車軟件平臺
第4章自動駕駛汽車開發平臺
第5章自動駕駛汽車軟件計算框架
第6章自動駕駛汽車輔助開發平臺
6.1 自動駕駛汽車仿真平臺
6.1.1 概述
6.1.2 仿真平臺的構成
6.1.3 仿真平臺行業現狀概覽
6.1.4 典型仿真平臺介紹——Apollo仿真平臺
6.2 自動駕駛汽車數據平臺
6.2.1 概述
6.2.2 自動駕駛數據集

第1章自動駕駛汽車概述

1.1 自動駕駛汽車概念與分級

1.1.1 SAE與NHTSA自動駕駛分級

1.1.2 SAE分級的更新

1.1.3 中國自動駕駛分級

1.2 自動駕駛汽車關鍵技術

1.3 自動駕駛汽車發展現狀

1.4 本章小結

參考文獻

第2章自動駕駛汽車硬件平臺

2.1 硬件平臺概述

2.2 自動駕駛汽車電子電氣架構

2.2.1 概念及發展趨勢

2.2.2 典型電子電氣架構

2.2.3 電子電氣架構發展趨勢

2.3 自動駕駛汽車感知繫統

2.3.1 激光雷達

2.3.2 攝像頭

2.3.3 毫米波雷達

2.3.4 導航定位繫統

2.4 自動駕駛汽車計算平臺

2.4.1 計算平臺概述

2.4.2 計算平臺方案

2.5 車輛線控繫統

2.5.1 概述

2.5.2 線控節氣門

2.5.3 線控換擋

2.5.4 線控轉向

2.5.5 線控制動

2.6 車輛控制平臺

2.6.1 電子

2.6.2 域控制器

2.7 通信總線

2.7.1 本地互聯網絡

2.7.2 控制器局域網絡

2.7.3 高速容錯網絡協議

2.7.4 車載以太網

2.8 自動駕駛汽車機械設計

2.8.1 車輛動力與驅動繫統

2.8.2 車輛轉向繫統

2.9 本章小結

參考文獻

第3章自動駕駛汽車軟件平臺

3.1 軟件平臺概述

3.2 自動駕駛汽車軟件架構

3.2.1 AUTOSAR軟件構架

3.2.2 Apollo軟件架構

3.3 自動駕駛汽車操作繫統

3.3.1 車載實時操作繫統

3.3.2 車載準實時操作繫統

3.4 本章小結

參考文獻

第4章自動駕駛汽車開發平臺

4.1 Apollo開發平臺

4.1.1 Apollo發展歷程

4.1.2 Apollo技術架構

4.1.3 軟件開放平臺

4.1.4 雲服務平臺

4.1.5 Apollo參考硬件平臺

4.1.6 Apollo參考車輛平臺

4.1.7 Apollo平臺安裝簡介

4.2 Autoware開發平臺

4.3 其他自動駕駛開發平臺

4.4 本章小結

參考文獻

第5章自動駕駛汽車軟件計算框架

5.1 概述

5.2 機器人操作繫統

5.2.1 ROS概述

5.2.2 ROS特點

5.2.3 ROS總體框架

5.3 Apollo平臺計算框架——Cyber RT

5.3.1 Cyber RT計算框架概述

5.3.2 Cyber RT計算框架拓撲試驗

5.3.3 Cyber RT計算框架通信組件

5.3.4 Cyber RT計算框架調度組件

5.4 本章小結

參考文獻

第6章自動駕駛汽車輔助開發平臺

6.1 自動駕駛汽車仿真平臺

6.1.1 概述

6.1.2 仿真平臺的構成

6.1.3 仿真平臺行業現狀概覽

6.1.4 典型仿真平臺介紹——Apollo仿真平臺

6.2 自動駕駛汽車數據平臺

6.2.1 概述

6.2.2 自動駕駛數據集

6.2.3 典型數據服務平臺——Apollo數據開放平臺

6.3 本章小結

參考文獻

前言

汽車產業是國民經濟重要的戰略性、支柱性產業，與人民群眾生活密切相關。汽車是新技術應用的重要載體，隨著信息通信、互聯網、大數據、雲計算、人工智能等新技術在汽車領域廣泛應用，汽車正由人工操控的機械產品加速向智能化繫統控制的智能產品轉變，智能汽車已成為產業技術的戰略制高點。發展自動駕駛汽車是解決汽車社會面臨的交通安全、道路擁堵、能源消耗、環境污染等問題的重要手段。當前，業界對自動駕駛汽車的研發熱情高漲，然而市面上缺少對自動駕駛汽車相關技術進行繫統介紹的書籍。本書編者將多年從事自動駕駛汽車教學與科研的豐富經驗梳理總結成冊，對自動駕駛汽車研發涉及的關鍵技術平臺進行了繫統介紹。本書在編寫過程中借鋻了同類書籍的優點，同時將自動駕駛汽車的研究成果與百度Apollo平臺的技術吸收進來，因此本書具有較強的綜合性和前沿性，有利於讀者理解和掌握智能駕駛汽車的核心技術。

汽車產業是國民經濟重要的戰略性、支柱性產業，與人民群眾生活密切相關。汽車是新技術應用的重要載體，隨著信息通信、互聯網、大數據、雲計算、人工智能等新技術在汽車領域廣泛應用，汽車正由人工操控的機械產品加速向智能化繫統控制的智能產品轉變，智能汽車已成為產業技術的戰略制高點。發展自動駕駛汽車是解決汽車社會面臨的交通安全、道路擁堵、能源消耗、環境污染等問題的重要手段。當前，業界對自動駕駛汽車的研發熱情高漲，然而市面上缺少對自動駕駛汽車相關技術進行繫統介紹的書籍。本書編者將多年從事自動駕駛汽車教學與科研的豐富經驗梳理總結成冊，對自動駕駛汽車研發涉及的關鍵技術平臺進行了繫統介紹。本書在編寫過程中借鋻了同類書籍的優點，同時將自動駕駛汽車的研究成果與百度Apollo平臺的技術吸收進來，因此本書具有較強的綜合性和前沿性，有利於讀者理解和掌握智能駕駛汽車的核心技術。
本書為高等院校車輛工程、交通工程專業的學生編寫，同時也可供從事智能汽車技術研究的有關工程技術人員參考。全書共分為6章。第1章為自動駕駛汽車概述，包括自動駕駛汽車的行業發展現狀及發展趨勢；第2章介紹自動駕駛汽車硬件平臺，包括自動駕駛汽車電子電氣架構、感知繫統、計算平臺、線控繫統、控制平臺、通信總線及自動駕駛汽車機械設計相關內容；第3章介紹自動駕駛汽車軟件平臺，包括自動駕駛汽車軟件架構、操作繫統等內容；第4章介紹自動駕駛汽車開發平臺，詳細介紹了百度Apollo開發平臺和Autoware開發平臺，並對其他開發平臺進行了簡要介紹；第5章介紹自動駕駛汽車軟件計算框架，簡要介紹了機器人操作繫統（ROS），並重點對Apollo平臺計算框架——Cyber RT進行了詳細介紹；第6章介紹自動駕駛汽車輔助開發平臺，包括典型的仿真平臺和數據平臺，並對百度Apollo仿真平臺和數據平臺的具體使用方式進行了介紹。
本書由北京航空航天大學聯合百度公司共同編寫，在編寫過程中得到了來自北京航空航天大學和百度公司的多位專家、教師、學生的參與和支持，包括北京航空航天大學的曹耀光、華旸、馬飛、梅鵬、陳昱伊、李強偉等，以及百度公司的鮑萬宇、馮宗寶、路娜、毛繼明、宋國、唐盈、辛建康（按姓氏拼音排列）等。謹在此向他們致以深切的謝意。
由於編寫時間短、編者水平有限，加之經驗不足，本書難免有疏漏之處，懇請各位同行和讀者批評指正。

編者

2019年8月

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