书籍详情
自动驾驶汽车运动规划与控制
作者：熊璐，曾德全，冷搏，余卓平 著
出版社：华中科技大学出版社
出版时间：2022-07-01
ISBN：9787568079211
定价：¥128.00
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内容简介
本书全面的介绍了自动驾驶汽车运动规划和控制算法，并且针对城市结构化道路场景下的运动规划这一国内外研究焦点，设计了以典型行驶行为为导向的多目标优选运动规划算法，以及覆盖常规工况和极限工况、包含整车控制和执行器控制的运动控制算法。书中详细介绍了算法原理、设计过程和试验验证效果，并附上主要算法代码，供读者参考。本书共6章。第1章为绪论。第2～4章介绍了自动驾驶汽车的运动规划方法，第5～6章介绍了自动驾驶汽车的运动控制方法。其中，第2章为基于典型行驶行为的基础轨迹规划方法，第3章为满足算法完备性的重规划方法，第4章为综合多目标需求的轨迹优选方法，第5章为基于条件积分算法的侧向运动鲁棒控制方法，第6章为纵向运动控制算法设计。希望本书的出版，不仅可以给广大从事自动驾驶汽车领域的专业技术人员和研究生提供一本理论与实践相结合的参考书，也为其他读者对自动驾驶汽车的运动规划与运动控制知识的学习打下一定的基础。
作者简介
熊璐，同济大学汽车学院副院长，教授、博导。智能汽车研究所执行所长，主要研究方向为汽车系统动力学与控制，新能源汽车整车集成技术，主持和参与国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目等多项国家和省部级项目，发表论文100余篇，参撰英文著作2部。
目录
目录
第1章绪论/1
1.1国内外研究现状/2
1.1.1运动规划/2
1.1.2运动控制/11
1.2本书内容/20
本章参考文献/23
第2章基于典型行驶行为的基础轨迹快速规划/31
2.1汽车运动学模型/32
2.1.1微分平坦性质/32
2.1.2阿克曼转向模型/32
2.2基于典型行驶行为的快速路径规划/33
2.2.1曲率可控的平滑路径生成器/34
2.2.2换道路径规划/36
2.2.3转弯路径规划/38
2.2.4调头路径规划/40
2.2.5转弯和调头路径规划改进/42
2.3以路径曲率极值分段的速度规划策略/47
2.4本章小结/52
本章参考文献/53
第3章满足算法完备性的重规划方法/55
3.1RRT规划算法简介/55
3.2以典型行驶行为为导向的快速RRT算法/57
3.2.1换道重规划/59
3.2.2转弯重规划/60
3.2.3调头重规划/62
3.2.4后处理策略/65
3.3仿真验证/66
3.3.1换道规划/66
3.3.2转弯规划/69
3.3.3调头规划/73
3.4本章小结/76
本章参考文献/76
自动驾驶汽车运动规划与控制目录第4章综合多目标需求的轨迹优选方法/78
4.1择优指标提取/78
4.1.1静态评价指标/79
4.1.2动态评价指标/80
4.2择优体系构建/82
4.2.1明确问题/82
4.2.2构造判断矩阵/83
4.2.3层次单排序/84
4.2.4层次总排序/88
4.3实验验证/90
4.3.1联合仿真验证/90
4.3.2实车试验/109
4.4本章小结/116
本章参考文献/116
第5章基于条件积分算法的侧向运动鲁棒控制/118
5.1车辆侧向运动模型/119
5.1.1坐标系/119
5.1.2轨迹跟踪运动学模型/120
5.1.3车辆侧向动力学模型/124
5.1.4线控转向系统动力学模型/126
5.2侧向运动控制算法分层控制框架/128
5.3运动学控制算法设计/129
5.3.1控制律设计/130
5.3.2稳定性分析/131
5.3.3跟踪点位置选取/136
5.3.4设计参数选取/137
5.4横摆动力学控制算法设计/139
5.4.1单轴侧偏刚度估计/140
5.4.2控制律设计/141
5.4.3稳定性分析/142
5.4.4算法优化/145
5.4.5系统互联稳定分析/146
5.5线控转向系统转向角跟踪控制算法设计/155
5.5.1轮胎回正力矩非线性特性分析/156
5.5.2转向角跟踪控制律设计/159
5.5.3考虑转向系统后侧向运动控制的互联稳定分析/161
5.6侧向运动控制算法性能分析/164
5.6.1侧向运动稳态响应仿真分析/164
5.6.2侧向运动瞬态响应仿真分析/168
5.7本章小结/175
本章参考文献/176
第6章纵向运动控制算法设计/178
6.1轮胎力约束策略/179
6.1.1垂向载荷计算/179
6.1.2车辆坐标系下轮胎侧向力需求/183
6.1.3轮胎坐标系下轮胎纵向力约束/185
6.1.4车轮驱制动力矩约束/185
6.2考虑纵向加速度需求的纵向车速控制算法设计/186
6.2.1纵向车速控制律设计/187
6.2.2纵向加速度控制律设计/194
6.2.3考虑纵向加速度需求的纵向车速控制律设计/195
6.3纵向运动控制算法性能分析/200
6.4运动控制实车试验/204
6.4.1试验测试系统介绍/204
6.4.2转向角跟踪控制试验/205
6.4.3纵向车速控制试验/209
6.4.4稳态回转试验/214
6.4.5紧急避障试验/216
6.5本章小结/222
本章参考文献/222
二维码说明/224
第1章绪论/1
1.1国内外研究现状/2
1.1.1运动规划/2
1.1.2运动控制/11
1.2本书内容/20
本章参考文献/23
第2章基于典型行驶行为的基础轨迹快速规划/31
2.1汽车运动学模型/32
2.1.1微分平坦性质/32
2.1.2阿克曼转向模型/32
2.2基于典型行驶行为的快速路径规划/33
2.2.1曲率可控的平滑路径生成器/34
2.2.2换道路径规划/36
2.2.3转弯路径规划/38
2.2.4调头路径规划/40
2.2.5转弯和调头路径规划改进/42
2.3以路径曲率极值分段的速度规划策略/47
2.4本章小结/52
本章参考文献/53
第3章满足算法完备性的重规划方法/55
3.1RRT规划算法简介/55
3.2以典型行驶行为为导向的快速RRT算法/57
3.2.1换道重规划/59
3.2.2转弯重规划/60
3.2.3调头重规划/62
3.2.4后处理策略/65
3.3仿真验证/66
3.3.1换道规划/66
3.3.2转弯规划/69
3.3.3调头规划/73
3.4本章小结/76
本章参考文献/76
自动驾驶汽车运动规划与控制目录第4章综合多目标需求的轨迹优选方法/78
4.1择优指标提取/78
4.1.1静态评价指标/79
4.1.2动态评价指标/80
4.2择优体系构建/82
4.2.1明确问题/82
4.2.2构造判断矩阵/83
4.2.3层次单排序/84
4.2.4层次总排序/88
4.3实验验证/90
4.3.1联合仿真验证/90
4.3.2实车试验/109
4.4本章小结/116
本章参考文献/116
第5章基于条件积分算法的侧向运动鲁棒控制/118
5.1车辆侧向运动模型/119
5.1.1坐标系/119
5.1.2轨迹跟踪运动学模型/120
5.1.3车辆侧向动力学模型/124
5.1.4线控转向系统动力学模型/126
5.2侧向运动控制算法分层控制框架/128
5.3运动学控制算法设计/129
5.3.1控制律设计/130
5.3.2稳定性分析/131
5.3.3跟踪点位置选取/136
5.3.4设计参数选取/137
5.4横摆动力学控制算法设计/139
5.4.1单轴侧偏刚度估计/140
5.4.2控制律设计/141
5.4.3稳定性分析/142
5.4.4算法优化/145
5.4.5系统互联稳定分析/146
5.5线控转向系统转向角跟踪控制算法设计/155
5.5.1轮胎回正力矩非线性特性分析/156
5.5.2转向角跟踪控制律设计/159
5.5.3考虑转向系统后侧向运动控制的互联稳定分析/161
5.6侧向运动控制算法性能分析/164
5.6.1侧向运动稳态响应仿真分析/164
5.6.2侧向运动瞬态响应仿真分析/168
5.7本章小结/175
本章参考文献/176
第6章纵向运动控制算法设计/178
6.1轮胎力约束策略/179
6.1.1垂向载荷计算/179
6.1.2车辆坐标系下轮胎侧向力需求/183
6.1.3轮胎坐标系下轮胎纵向力约束/185
6.1.4车轮驱制动力矩约束/185
6.2考虑纵向加速度需求的纵向车速控制算法设计/186
6.2.1纵向车速控制律设计/187
6.2.2纵向加速度控制律设计/194
6.2.3考虑纵向加速度需求的纵向车速控制律设计/195
6.3纵向运动控制算法性能分析/200
6.4运动控制实车试验/204
6.4.1试验测试系统介绍/204
6.4.2转向角跟踪控制试验/205
6.4.3纵向车速控制试验/209
6.4.4稳态回转试验/214
6.4.5紧急避障试验/216
6.5本章小结/222
本章参考文献/222
二维码说明/224
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