●前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 智能車輛的發展現狀 3
1.3 智能車輛的主動安全技術 9
1.3.1 智能車輛的幾個發展階段 9
1.3.2 自主導航關鍵技術 10
1.4 智能車輛繫統動力學與控制技術 16
參考文獻 17
第2章 智能車輛的體繫結構 20
2.1 兩種基本的體繫結構 20
2.1.1 分層遞階式體繫結構 20
2.1.2 包容式體繫結構 21
2.2 其他幾種典型的體繫結構 21
2.2.1 三層結構 22
2.2.2 自組織結構 22
2.2.3 分布式結構 22
2.2.4 進化控制結構 23
2.2.5 社會機器人結構 24
2.3 智能車輛的集散決策混合式體繫結構 24
2.3.1 繫統的分散決策效果 25
2.3.2 集中決策與分散決策 25
2.3.3 道路環境下的決策體繫結構 28
2.4 仿真研究 29
2.4.1 運動學模型 29
2.4.2 功能模型 30
2.4.3 時間延遲分析 32
2.4.4 仿真結果分析 33
2.5 基於行為的智能車輛體繫結構 36
2.5.1 體繫結構框架 36
2.5.2 行為的優先級 37
2.5.3 黑板模型 38
2.5.4 智能車輛各行為設計和仿真 39
2.6 智能車輛多智能體繫統的體繫結構 42
2.6.1 智能體的基本概念 42
2.6.2 多智能體繫統的設計思想 44
2.6.3 基於多智能體繫統的智能車輛控制 45
參考文獻 52
第3章 基於機器視覺的智能車輛導航 54
3.1 車道識別繫統設計 54
3.1.1 車道識別算法流程 54
3.1.2 車道線預提取 55
3.1.3 車道線跟蹤 65
3.2 基於邊緣點投影的車道線快速識別 72
3.2.1 快速識別和跟蹤算法流程 72
3.2.2 圖像預處理 74
3.2.3 車道線跟蹤 80
3.2.4 實車實驗 82
3.3 基於機器視覺的前方車輛距離檢測 83
3.3.1 前方車輛距離檢測計算流程 84
3.3.2 機器學習 84
3.3.3 車輛位置的確定 86
3.3.4 前方車輛距離的計算 88
3.3.5 基於毫米波雷達與機器視覺的前方車輛檢測 89
3.4 基於自適應閾值的矢量域直方圖法路徑規劃 95
3.4.1 改進的矢量域直方圖法路徑規劃 96
3.4.2 路徑規劃仿真結果分析 100
參考文獻 103
第4章 智能車輛的跟蹤控制 105
4.1 智能車輛的橫向運動自適應預瞄方法 105
4.1.1 繫統結構 105
4.1.2 車輛-道路模型 106
4.1.3 閉環控制繫統設計及特性分析 108
4.2 基於人機共享和分層控制的車道偏離輔助繫統 112
4.2.1 控制繫統結構設計 112
4.2.2 控制器設計 113
4.2.3 仿真計算與分析 118
4.2.4 駕駛員在環實驗 123
4.3 基於深度神經網絡的車道偏離預警 125
4.3.1 深度學習方法 126
4.3.2 人-車-路閉環繫統隨機模擬 127
4.3.3 仿真計算與分析 130
4.4 基於期望橫擺角速度的智能車輛橫向運動控制 134
4.4.1 控制繫統設計 134
4.4.2 路徑規劃 134
4.4.3 期望橫擺角速度生成 136
4.4.4 期望橫擺角速度跟蹤控制 137
4.5 一類基於軌跡預測的駕駛員方向控制模型 142
4.5.1 基於軌跡預測的駕駛員模型 142
4.5.2 仿真計算與分析 149
4.5.3 硬件在環實驗 154
4.6 智能車輛橫向運動安全決策方法 156
4.6.1 駕駛員應急轉向時的車輛運動 156
4.6.2 車輛橫向運動安全邊界設計 158
4.6.3 橫向運動安全決策 162
4.6.4 仿真分析 163
4.7 基於道路勢場法的車道偏離輔助控制 164
4.7.1 道路勢場的構建 164
4.7.2 路徑跟蹤控制策略 166
4.7.3 仿真計算與分析 167
4.8 基於自抗擾控制的自動泊車路徑跟蹤 169
4.8.1 自動泊車繫統的運動學模型 169
4.8.2 基於非時間參考的路徑跟蹤 170
4.8.3 自抗擾轉角跟蹤控制器 172
4.8.4 繫統設計 174
4.8.5 仿真計算與分析 174
4.9 基於GA和LS-SVM的智能車輛路徑跟蹤控制 177
4.9.1 最小二乘支持向量機 177
4.9.2 基於GA和LS-SVM的滑模變結構控制 179
4.9.3 仿真計算與分析 180
4.10基於轉向盤轉角安全邊界的車道偏離共享控制 182
4.10.1 轉向盤轉角安全邊界 183
4.10.2 駕駛員意圖轉向盤轉角估計 184
4.10.3 輔助決策策略 185
4.10.4 控制律設計 186
4.10.5 仿真計算與分析 190
參考文獻 197
第5章 智能車輛的運動穩定性與控制 200
5.1 基於LPV/H 控制的EPS研究 200
5.1.1 EPS繫統的LPV/H 控制器設計 200
5.1.2 仿真計算與分析 204
5.2 基於直接橫擺力矩的車輛穩定性控制 205
5.2.1 基於非線性狀態觀測器的車速估計 206
5.2.2 基於非線性H 輸出反饋控制的ESP研究 207
5.2.3 仿真計算與分析 210
5.3 基於功能分配和多目標模糊決策的EPS/ESP協調控制 213
5.3.1 協調控制器設計 213
5.3.2 仿真計算與分析 219
5.4 基於功能分配和回正力矩補償的EPS/ESP協調控制 221
5.4.1 協調控制器設計 221
5.4.2 仿真計算與分析 226
5.4.3 硬件在環仿真實驗 229
5.5 基於車輛行駛安全邊界的EPS/ESP協調控制策略 232
5.5.1 車輛行駛安全邊界 232
5.5.2 協調控制器設計 235
5.5.3 仿真計算與分析 240
5.5.4 實驗驗證 241
5.6 車輛橫向運動混沌分析及滑模變結構控制 243
5.6.1 非線性繫統模型 243
5.6.2 車輛橫向運動混沌分析與數值仿真 245
5.6.3 自適應趨近滑模變結構控制 250
5.6.4 仿真計算與分析 253
5.7 差動助力轉向繫統穩定性可拓協調控制 255
5.7.1 動力學模型的建立 256
5.7.2 基於橫擺力矩可拓協調的控制繫統設計 257
5.7.3 仿真計算與分析 264
參考文獻 267
第6章 智能車輛的懸架繫統模型降階與控制 269
6.1 懸架繫統模型降階 269
6.1.1 很優Hankel範數降階 269
6.1.2 其他降階方法比較 273
6.1.3 仿真計算與分析 275
6.2 基於頻率加權互質分解的控制器降階 279
6.3 主動懸架繫統的主動容錯控制 283
6.3.1 基於傳感器信號重構的主動懸架主動容錯控制 284
6.3.2 基於控制律重組的主動懸架主動容錯控制 293
6.3.3 基於故障補償的主動懸架繫統容錯控制 300
6.4 磁流變半主動懸架繫統控制研究 308
6.4.1 含時滯的磁流變半主動懸架離散繫統建模 308
6.4.2 磁流變半主動懸架時滯依賴H2/H 控制繫統設計 309
6.4.3 仿真計算與分析 313
6.4.4 實驗驗證 316
6.5 主動懸架繫統H 可拓控制 318
6.5.1 H 可拓控制器設計 318
6.5.2 仿真計算與分析 319
6.5.3 H 可拓控制器值域博弈與模糊整定 322
6.5.4 仿真計算與分析 324
參考文獻 325
第7章 智能車輛技術展望 328
參考文獻 339

本書總結了合肥工業大學車輛繫統動力學與控制研究所多年來在智能車輛主動安全與集成控制技術方面所取得的經驗和部分研究成果，並結合智能車輛當前的發展狀況，闡述了智能車輛的體繫結構、基於機器視覺的智能車輛導航、智能車輛的跟蹤控制、智能車輛的運動穩定性與控制、智能車輛的懸架繫統模型降階與控制、智能車輛技術展望等方面的研究內容。本書內容翔實、全面，理論與實踐並重，既有理論水平和學術價值，對工程實踐也有指導意義。
本書可供車輛工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程、儀器科學與技術等學科的研究人員、工程技術人員、教師參考，也適合對智能車輛感興趣的各類人員閱讀，同時可以作為上述專業研究生、高年級本科生的參考書。