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第1章 无人驾驶汽车的产生与发展 1

1.1地面无人驾驶车辆的发展 2

1.2无人驾驶汽车的产生 4

1.3无人驾驶汽车成为现实 7

1.4无人驾驶汽车概述 11

参考文献 13

第2章 无人驾驶汽车体系结构 15

2.1分层递阶式与反应式体系结构 15

2.1.1分层递阶式体系结构 15

2.1.2反应式体系结构 16

2.2 4D/RCS 17

2.3 JAUS 23

2.4无人驾驶汽车体系结构实例 27

2.4.1 Boss无人驾驶汽车体系结构 27

2.4.2 BIT号无人驾驶汽车体系结构 29

参考文献 31

第3章 无人驾驶汽车环境感知技术基础 32

3.1环境感知中的传感器 32

3.2激光雷达测距传感器 35

3.2.1 LMS511激光雷达 35

3.2.2 64线激光雷达 38

3.3 ESR毫米波雷达 41

3.4车载视觉传感器 43

3.4.1车载视觉 43

3.4.2彩色空间模型 44

3.4.3图像预处理 47

3.5传感器标定 51

3.5.1激光雷达标定 52

3.5.2摄像机标定 55

3.5.3摄像机和激光雷达联合标定 61

参考文献 63

第4章 无人驾驶汽车环境感知 65

4.1结构化道路检测 65

4.1.1结构化道路常用基本假设 66

4.1.2直道检测 67

4.1.3弯道检测 70

4.1.4复杂环境下车道检测图像预处理 74

4.2非结构化道路检测 75

4.3行驶环境中目标检测 76

4.3.1行人检测 77

4.3.2车辆检测 81

4.4交通信号灯和交通标志的检测 86

4.4.1交通信号灯检测 86

4.4.2交通标志检测 89

参考文献 93

第5章 无人驾驶汽车定位导航 96

5.1电子罗盘与速率陀螺的航向数据融合 96

5.2 GPS/罗盘／里程计位置数据融合 98

5.2.1全球导航定位系统GPS 98

5.2.2航迹推算 100

5.2.3 GPS／罗盘／里程计组合导航定位系统 101

5.3无人驾驶汽车GPS/DR组合定位系统实例 104

5.3.1定位传感器 104

5.3.2 GPS/DR组合方式分析 108

5.3.3互补式组合导航实现 110

5.4同时定位与地图创建 111

5.4.1 SLAM的实现方法 112

5.4.2 SLAM理论发展的关键问题 115

5.4.3 SLAM应用举例 117

5.5视觉里程计 119

5.5.1视觉里程计的基本原理 120

5.5.2视觉里程计算法分类 121

5.5.3两帧视觉里程计算法中的关键问题 123

5.5.4考虑运动学约束的视觉里程计算法 125

参考文献 128

第6章 无人驾驶汽车路径规划 130

6.1路径规划概述 130

6.1.1环境地图表示方法 130

6.1.2路径搜索算法 136

6.2基于启发式搜索算法的路径规划 140

6.2.1经典A路径规划 140

6.2.2改进的A路径规划 145

6.3实时、增量式路径规划 152

6.3.1状态空间表示 152

6.3.2增量式路径规划 153

6.3.3变维度状态空间的实时、增量式路径规划 155

参考文献 160

第7章 无人驾驶汽车运动控制 163

7.1无人驾驶汽车的纵向控制 163

7.1.1油门控制 164

7.1.2制动控制 165

7.1.3油门与制动的切换规则 170

7.2基于航向预估的无人驾驶汽车横向控制 170

7.2.1二自由度动力学模型 171

7.2.2航向预估算法原理 172

7.3基于滑模变结构理论的无人驾驶汽车横向控制 174

7.3.1自动转向控制系统结构 174

7.3.2基于曲率的前馈控制 177

7.3.3基于偏差的反馈控制 178

7.4考虑环境信息与车辆约束的无人驾驶汽车路径跟踪 186

7.4.1考虑环境信息与车辆约束的行驶曲线生成 186

7.4.2基于车辆动力学约束的速度规划 189

参考文献 191

第8章 无人驾驶汽车一体化设计 193

8.1传统无人驾驶汽车 193

8.2无人驾驶汽车一体化设计 199

8.2.1无人驾驶汽车动力学 201

8.2.2无人驾驶汽车一体化体系结构 202

8.2.3无人驾驶汽车底层一体化设计 204

8.3无人驾驶汽车仿真平台与实车测试 206

8.3.1无人驾驶汽车仿真平台 206

8.3.2无人驾驶汽车的实车测试 210

参考文献 211

第9章 无人驾驶汽车的机遇与挑战 213

9.1车联网与智能交通系统 213

9.2国外无人驾驶汽车 217

9.3我国无人驾驶汽车 220

9.4无人驾驶汽车发展面临的机遇与挑战 222

参考文献 223