智能车辆手册（卷I）

智能车辆手册涵盖目前国际上有关智能车辆各分领域技术发展的新介绍，卷I的内容包括智能车辆系统和实现方式的概述、车辆纵向和横向控制系统、特殊的车辆系统、定位、导航和轨迹控制、驾驶辅助系统、安全和舒适系统等。

译者序
前言
致谢
第１ 章　智能车辆简介 １
Ａｚｉｍ Ｅｓｋａｎｄａｒｉａｎ
第１ 篇　智能车辆系统与研究方法综述
Ｂａｒｔ Ｖａｎ Ａｒｅｍ
第２ 章　车辆智能化功能的总体方案 １５
Ｂａｒｔ ｖａｎ Ａｒｅｍ
第３ 章　智能车辆的传感器和执行器 ２６
Ａｎｇｅｌｏｓ Ａｍｄｉｔｉｓ..Ｐａｎａｇｉｏｔｉｓ Ｌｙｔｒｉｖｉｓ..Ｅｖａｎｇｅｌｉａ Ｐｏｒｔｏｕｌｉ
第４ 章　智能车辆的态势感知 ５０
Ｚｏｌｔ..ｎ Ｐａｐｐ
第５ 章　分层、智能与自动控制 ６８
Ｂａｒｔ Ｄｅ Ｓｃｈｕｔｔｅｒ..Ｊｅｒｏｅｎ Ｐｌｏｅｇ..Ｌａｋｓｈｍｉ Ｄｈｅｖｉ Ｂａｓｋａｒ..Ｇｅｒｒｉｔ Ｎａｕｓ..Ｈｅｎｋ Ｎｉｊｍｅｉｊｅｒ
第６ 章　行为适应与接受度 ９８
Ｍａｒｉｅｋｅ Ｈ.. Ｍａｒｔｅｎｓ..Ｇｕｎｎａｒ Ｄ.. Ｊｅｎｓｓｅｎ
第７ 章　智能车辆的仿真方法 １１９
Ｂａｒｔ ｖａｎ Ａｒｅｍ..Ｍａｒｔｉｊｎ ｖａｎ Ｎｏｏｒｔ..Ｂａｒｔ Ｎｅｔｔｅｎ
第２ 篇　车辆纵横向控制系统

　　智能交通系统(ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ.ＩＴＳ)是指利用计算机、控制、通信和自动化技术.提高交通的安全性、运输量和效率.降低能源消耗并减少对环境影响的系统.智能交通系统是多模式的.道路交通则是其中的一个重点.而智能车辆显然是智能交通系统中的一个必要组成部分.在这一概念下.“智能”这一术语的定义很宽泛.它是指将一定水平的机器智能融入到车辆的操作中.如今.电子设备、传感器、微处理器、软件和嵌入式机电系统的进步.使得车辆的自动、自主功能得到了显著提高.其中一些功能对驾驶人是完全透明的.并且可以自动启动.而其他的功能则以驾驶辅助系统的形式为驾驶人提供帮助.车辆与驾驶人、环境和基础设施之间是在不断进行交互的.而在智能车辆中.传感器的使用、信息的交换以及各种主要和次要驾驶任务的执行.使得这些交互得到了增强.这种交互涵盖范围广泛.从简单的信息交换到复杂的自主功能.都包含在内.这里给出现有系统或者原型系统在提高驾驶安全性和效率方面的一些简单实例.第一个实例是.当前方为结冰路面或浓雾区域时.预警系统及时向驾驶人提供相关信息.从而提高驾驶安全性.这需要利用智能交通系统和车路通信来实现环境感知能力.另一个实例是.当感知到附近区域的危险情况后.车辆自动做出反应.通过增强制动力(如制动力辅助系统.ＢｒａｋｅＡｓｓｉｓｔＳｙｓｔｅｍ.ＢＡＳ)或者进行驱动力及稳定性控制等.使车辆在车道内保持安全的预定轨迹.基于雷达或视觉的防撞系统可以感知前方的障碍物.并在驾驶人未能及时制动时进行自动制动.从而避免可能发生的碰撞.此外.向车辆传输更多的地理信息并进行智能换档控制.或者是利用智能导航系统优化行程规划.均可以改善车辆的能耗.另一个极端的实例是无人驾驶汽车.它可以自主驾驶.完成从始发地到目的地的整个行程.在此过程中会躲避障碍物并且严格遵守交通法规.如上所述.智能车辆涵盖了大量不同领域的技术.包括车辆动力学、信息、通信、电子、自动化以及人因工程等.因此.智能车辆的研究、开发和设计需要各学科的专业技术和知识.所幸.我们可以从不同的科学期刊、会议和工程专业协会中获得有关智能车辆的某些方面的内容.但它们都太过专一于某一领域.例如.一些期刊包含控制系统和车辆动力学.而另一些期刊则专注于通信和人因工程等.在工程学会中.美国电气电子工程师学会(ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ前言ⅦａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ.ＩＥＥＥ)和美国汽车工程师学会(ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ.ＳＡＥ)主管的一些具体部门、会议和学报.涵盖了与智能交通系统和智能车辆相关的众多领域.此外.某些期刊也专注于这一主题.然而.以上这些协会、会议、期刊提供的科学文章通常聚焦于非常具体的问题.并不一定会针对如“智能车辆”这样广义的主题进行宏观的描绘.或是综合性的表述.目前.智能车辆的发展已经取得了长足的进步.许多系统已经以高端车型可选配置的方式投放到市场中.而许多原型系统也已在实验室条件下实现了示范应用.同时.智能车辆的发展依旧迅猛.对于消费者来说.无论是处于当前发展状态的智能车辆.还是未来更加自主的智能车辆.都会对其出行产生影响.并进一步影响其日常生活.因此.作为对智能车辆已有一定认知的学者.为推动智能车辆的发展.向人们提供相关的基础知识和必要的资源.成为当务之急.由于智能车辆涉及多种技术.目前还没有任何书籍或者参考资料能够提供涵盖该课题的所有必需内容.本手册旨在填补这一空白.还应注意的是.鉴于汽车行业研发的知识产权问题.公开的文献中很少有深度涉及实际实现技术的知识和方法的资料.本手册汇集了国际化的编辑和作者团队来探讨有关智能车辆的最新课题.他们都是所在专业领域内公认的学术权威.其中.大多数作者都曾在所述课题中领导过前沿的研究工作.因此他们能够提供最新的发现和方法.本手册共分１１篇.通过合理的组织形式.对与智能车辆相关的内容进行了全面、深入的介绍.每一篇包含多个章.涵盖多个研究方向.据编者所知.目前尚无任何有关智能车辆这一主题的资料能够达到本手册的深度和广度.本手册可供对智能车辆研究、设计和开发感兴趣的汽车工程师、科技人员、研究人员、学生和技术管理人员使用.希望本手册在可预见的未来能够成为相关工程、研发和学术团体的重要资源.同时.希望本手册能够得到同行和学生们的认可.并为他们的独立研究提供帮助.ＡｚｉｍＥｓｋａｎｄａｒｉａｎ２０１２年１月.于美国华盛顿特