智能汽车C-V2X网联技术

　　本书从网联协同的角度出发， 结合具体应用深入探讨了智能网联汽车的Ｃ － Ｖ２Ｘ 网联技术。本书主要内容包括讨论单车智能基本架构并比较优缺点，介绍单车在传感器融合、场景感知与定位、决策与运动规划中的现状与不足， 指出智能网联汽车对于解决这些问题的重要意义； 介绍网联协同驾驶的基本概念， 以及多种安全理论与多源信息融合理论； 详细分析智能网联汽车的协同感知， 结合实际案例探讨了协同感知的基本架构、协同机制以及不同级别的数据融合策略； 深入介绍了智能网联汽车的协同定位技术， 包括系统模型、理论分析、协同定位算法与实验结果分析； 讨论了智能网联汽车在信息共享、共识寻求和系统协作条件下的协同决策与规划技术， 以及这些技术在不同交通场景下的应用和挑战； 详细介绍了智能网联汽车中的Ｃ－ Ｖ２Ｘ 通信技术， 包括通信类型、单天线到多天线系统的演进， 以及国内外Ｖ２Ｘ 标准研究进展； 介绍了智能网联汽车车辆通信信道模型的建立， 并在各种场景条件下进行分析； 介绍了感知辅助的Ｖ２Ｘ 通信技术， 包括后向回波和多径回波的感知辅助通信方法，以及这些方法在仿真环境中的表现。本书的读者对象主要是对智能网联技术感兴趣的学生、科研人员、工程师以及相关从业者。

　　温福喜，清华大学车辆与运载学院副研究员

前　言第1 章单车智能介绍1.1　自动驾驶系统架构／ ００１１.１.１　模块化架构／ ００２１.１.２　端到端架构／ ００３１.１.３　两种架构的比较／ ００４1.2　传感系统与融合／ ００６１.２.１　传感系统／ ００６１.２.２　多传感器融合／ ００８1.3　场景感知与定位／ ０１０１.３.１　目标检测／ ０１０１.３.２　语义分割／ ０１５１.３.３　目标跟踪／ ０１８１.３.４　轨迹预测／ ０２０１.３.５　占用栅格预测／ ０２２１.３.６　开放词汇感知／ ０２４１.３.７　定位与建图／ ０２６1.4　决策与运动规划／ ０２８１.４.１　决策方法／ ０２９１.４.２　规划方法／ ０３２１.４.３　端到端规划方法／ ０３４第2 章网联协同驾驶　2.1　运行设计域简介／ ０３９2.2　基于物理原理的分析方法／ ０４１2.3　网联协同驾驶与安全理论／ ０４２２.３.１　预期功能安全理论／ ０４３２.３.２　具有可预见性和可防止性的安全方法／ ０４４2.4　多源信息融合理论／ ０４４2.5　协方差交叉融合方法／ ０４６２.５.１　相关程度已知的最优融合／ ０４７２.５.２　相关程度未知的最优融合／ ０４８第3 章网联协同感知3.1　从单车智能感知到协同感知／ ０５１3.2　协同感知基本架构／ ０５３３.２.１　Ｖ２Ｘ 协同感知架构／ ０５３３.２.２　协同机制／ ０５６３.２.３　数据级融合／ ０５６３.２.４　特征级融合／ ０５６３.２.５　目标级融合／ ０５８3.3　典型应用：车路云协同感知／ ０５９３.３.１　背景需求／ ０５９３.３.２　基础应用： 信号灯状态感知／ ０６０３.３.３　高阶应用： 智慧路口／ ０６０3.4　协同感知关键挑战／ ０６３３.４.１　Ｖ２Ｘ 通信问题／ ０６３３.４.２　标准化问题／ ０６６３.４.３　时空异步问题／ ０６７第4 章协同定位4.1　研究背景／ ０７１４.１.１　协作定位技术／ ０７１４.１.２　车联网定位技术／ ０７３4.2　系统模型／ ０７７４.２.１　协同定位系统建模／ ０７８４.２.２　定位指标与函数性质／ ０７９4.3　理论分析／ ０８０４.３.１　相对误差的线性子空间近似／ ０８１４.３.２　相对定位的性能极限／ ０８３4.4　协同定位算法／ ０８４４.４.１　空间协作相对定位／ ０８４４.４.２　空时协作与多源融合定位／ ０９０4.5　实验结果分析／ ０９５４.５.１　空间协作相对定位仿真分析／ ０９５４.５.２　空时协作与多源融合定位仿真分析／ ０９８４.５.３　协同平台实测结果／ １００4.6　本章小结／ １０２第5 章协同决策与规划　5.1　背景介绍／ １０３５.１.１　协同驾驶对车辆安全的意义／ １０３５.１.２　车辆智能网联技术简介／ １０３5.2　信息共享条件下决策规划技术／ １０４５.２.１　研究领域简介／ １０４５.２.２　状态共享阶段技术研究现状／ １０５５.２.３　意图共享阶段技术研究现状／ １０７５.２.４　相关决策规划方法评价方式汇总／ １０８５.２.５　信息共享决策规划实车验证与应用／ １０９５.２.６　小结／ １１１5.3　共识寻求条件下决策规划技术／ １１１５.３.１　研究领域简介／ １１１５.３.２　通信机制设计／ １１２５.３.３　多车共识形式／ １１３５.３.４　共识寻求决策规划方法示范项目简介／ １１４５.３.５　小结／ １１４5.4　系统协作条件下决策规划技术／ １１５５.４.１　研究领域简介／ １１５５.４.２　换道与汇入场景协同决策规划方法／ １１６５.４.３　路口场景协同决策规划方法／ １１９５.４.４　小结／ １２１5.5　本章小结／ １２１第6 章V2X 通信与标准研究进展　6.1　C - V2X 通信技术／ １２４６.１.１　通信类型： 广播、组播和单播／ １２５６.１.２　单天线到多天线系统／ １２６6.2　国内外标准研究进展／ １２７6.3　V2X 消息集定义／ １２８6.4　V2X 协议栈网络层设计及应用层开发／ １３０第7 章车辆通信信道模型7.1　背景介绍／ １３３7.2　城市环境A2G 通信中基于几何方法的直通通路概率分析／ １３４7.3　城市环境A2G 通信中基于几何方法的LoS 和NLoS 概率分析／ １３７7.4　毫米波V2V 通信中车辆遮挡建模及性能分析／ １４２7.5　混合交通场景下毫米波V2V 通信的NLoS概率分析／ １４６7.6　V2X 通信信道特性／ １５２7.7　路径损失模型／ １５３7.8　本章小结／ １５６第8 章感知辅助V2X 通信8.1　背景介绍／ １５９８.１.１　高移动性场景中的波束跟踪与预测／ １６０８.１.２　基于感知辅助的波束跟踪与预测／ １６１8.2　基于后向回波的感知辅助V2X 通信／ １６４８.２.１　系统模型／ １６５８.２.２　ＮＬｏＳ 场景中基于ＥＫＦ 的目标跟踪／ １７０８.２.３　基于ＮＬｏＳ 识别的预波束成形设计／ １７４8.3　基于多径回波的感知辅助V2X 通信／ １７７８.３.１　系统模型／ １７８８.３.２　基于多径回波的预波束成形设计／ １８４８.３.３　粒子滤波／ １８５８.３.４　基于多径回波的ＰＦ 设计／ １８７8.4　数值仿真结果／ １９０８.４.１　基于后向回波的感知辅助Ｖ２Ｉ 预波束成形／ １９０８.４.２　基于多径回波的感知辅助Ｖ２Ｉ 预波束成形／ １９６8.5　本章小结／ ２００附　录／ ２０１参考文献／ ２０３