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智能汽車技術(shù)涉及人工智能、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、電子控制（線控技術(shù)）等諸多前沿技術(shù)領(lǐng)域，是一個(gè)跨學(xué)科、跨專業(yè)的多學(xué)科交叉融合的龐雜技術(shù)體系，代表著未來汽車技術(shù)的發(fā)展方向。
本書在簡要介紹智能汽車的技術(shù)分級(jí)和發(fā)展趨勢之后，重點(diǎn)闡述和講授智能汽車的環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)通信、運(yùn)動(dòng)控制和自動(dòng)駕駛技術(shù)，對(duì)目前在高端汽車上廣泛使用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)也作了充分的介紹，是一本內(nèi)容廣泛、簡明扼要地反映智能汽車新技術(shù)、新知識(shí)的教材。
本書為普通高等院校汽車類專業(yè)應(yīng)用型本科教材，也可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、高等工業(yè)�？茖W(xué)校以及職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校的汽車類專業(yè)教材，還可作為廣大汽車工程技術(shù)人員的參考讀物。

近年來，隨著人工智能、機(jī)器視覺、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展并與汽車技術(shù)相融合，極大地促進(jìn)了汽車技術(shù)在智能化、網(wǎng)聯(lián)化方面的進(jìn)步，甚至對(duì)傳統(tǒng)汽車的技術(shù)體系產(chǎn)生了顛覆性的影響，衍生出以自動(dòng)駕駛為突出特點(diǎn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)體系。
智能網(wǎng)聯(lián)汽車（簡稱智能汽車）是以車輛為主體和主要節(jié)點(diǎn)，融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使車輛與外部節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制，以達(dá)到安全、有序、高效、節(jié)能行駛的新一代車輛系統(tǒng)。
智能汽車（ Intelligent Vehicles，IV）技術(shù)涉及人工智能、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信和電子控制（線控技術(shù)）等諸多前沿技術(shù)領(lǐng)域，是一個(gè)跨學(xué)科、跨專業(yè)的多學(xué)科交叉融合的龐雜技術(shù)體系。傳統(tǒng)的車輛工程專業(yè)課程體系已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前智能汽車技術(shù)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求，因此，國內(nèi)各高等院校紛紛開設(shè)智能汽車技術(shù)課程，以期充實(shí)和加強(qiáng)智能汽車技術(shù)的普及教育，滿足汽車工業(yè)發(fā)展對(duì)智能汽車技術(shù)人才的迫切需求。
課程建設(shè)，教材先行。教材是教學(xué)之本，是教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高的基本保障。為此，我們組織力量，以理論知識(shí)夠用即可、重在實(shí)踐技能培養(yǎng)為編寫原則，結(jié)合應(yīng)用型本科院校汽車類專業(yè)人才培養(yǎng)模式和社會(huì)需求，編撰了《智能汽車技術(shù)》一書。
本書共分 7章，在簡要介紹智能汽車的技術(shù)分級(jí)和發(fā)展趨勢之后，重點(diǎn)闡述和講授智能汽車的環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)通信、運(yùn)動(dòng)控制和自動(dòng)駕駛技術(shù)，對(duì)目前在高端汽車上廣泛使用的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driver Assistance System，ADAS）也作了充分的介紹，是一本簡明扼要地反映智能汽車新技術(shù)、新知識(shí)的教材。
本書為普通高等院校汽車類專業(yè)應(yīng)用型本科教材，也可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、高等工業(yè)�？茖W(xué)校以及職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校的汽車類專業(yè)教材，還可作為廣大汽車工程技術(shù)人員的參考讀物。
依據(jù)技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)和內(nèi)容銜接關(guān)系，本書與機(jī)械工業(yè)出版社出版、凌永成主編的《車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》互為姊妹篇，兩本教材編寫體例一致、內(nèi)容互相呼應(yīng)，完整地闡述了現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展歷程和技術(shù)演進(jìn)規(guī)律，為學(xué)生構(gòu)建完整的汽車電子學(xué)知識(shí)體系、拓展具有前瞻性的專業(yè)視野進(jìn)行了有益的探索。
在授課計(jì)劃方面，建議先行開設(shè)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程，然后開設(shè)智能汽車技術(shù)課程，以收梯次推進(jìn)、日益精進(jìn)之效。
本書按照 48學(xué)時(shí)的教學(xué)計(jì)劃編寫，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)安排建議按照下表進(jìn)行。各學(xué)校在選用本書作為教材時(shí)，可根據(jù)自己的教學(xué)大綱適當(dāng)增、減學(xué)時(shí)。

智能汽車技術(shù)課程學(xué)時(shí)分配表（建議）
序號(hào) 課程內(nèi)容理論學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 總學(xué)時(shí)
1 緒論 2 2
2 環(huán)境感知技術(shù) 10 4 14
3 定位導(dǎo)航技術(shù) 6 2 8
4 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 6 6
5 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù) 4 4
6 輔助駕駛技術(shù) 6 2 8
7 自動(dòng)駕駛技術(shù) 4 4
8 結(jié)課考核 2 2
學(xué)時(shí)合計(jì) 40 8 48

為進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)培養(yǎng)和提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，本書還配有智能汽車技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和作業(yè)單。建議將智能汽車技術(shù)實(shí)訓(xùn)安排在課程結(jié)束之后集中進(jìn)行，實(shí)訓(xùn)時(shí)間為 1周。
本書條理清晰、層次分明、語言簡練、圖文并茂、內(nèi)容全面、重點(diǎn)突出、詳略得當(dāng)，刪除了冗長的理論分析，強(qiáng)化了智能汽車環(huán)境感知、定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)通信、運(yùn)動(dòng)控制、輔助駕駛和自動(dòng)駕駛技術(shù)的介紹，教材內(nèi)容的取舍以充分滿足智能汽車技術(shù)工程師知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求為出發(fā)點(diǎn)，特別注重理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，內(nèi)容具有極強(qiáng)的針對(duì)性和實(shí)用性，旨在開闊學(xué)生的專業(yè)知識(shí)視野，切實(shí)培養(yǎng)和提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力，是一本具有鮮明特色的實(shí)用規(guī)劃教材。
本書第 1章由沈陽科技學(xué)院王強(qiáng)編寫，第 2、3、4、7章及附錄部分由沈陽大學(xué)凌永成編寫，第 5章由沈陽工學(xué)院崔永剛編寫，第 6章由沈陽理工大學(xué)王靖岳編寫，全書由凌永成統(tǒng)稿。
百度（中國）有限公司丁小瓏、韓久偉、王婉玉等同志從智能汽車技術(shù)研發(fā)企業(yè)從應(yīng)用型人才技能需求的角度出發(fā)，全程參與了書稿寫作大綱的擬定工作，使本書能夠在教材內(nèi)容、編寫體例、實(shí)踐能力的培養(yǎng)等方面與企業(yè)的實(shí)際需求緊密結(jié)合，進(jìn)一步提升和突出了本書的實(shí)用性和實(shí)戰(zhàn)性。
遼寧工業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院李剛教授作為主審，對(duì)全書進(jìn)行了認(rèn)真的審閱，并提出了許多寶貴意見，對(duì)書稿質(zhì)量的提升貢獻(xiàn)頗多，在此深表謝意！
在編寫本書過程中，百度 Apollo自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)架構(gòu)相關(guān)專家和研發(fā)人員給予了熱情支持，在此對(duì)他們表示衷心的感謝！
由于編者水平有限，書中難免存在不足或疏漏之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正，以便再版時(shí)修訂。
為方便選用本書作為教材的任課教師授課，編者還制作了與本書配套的電子課件。有需要的教師可登錄機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)工教育服務(wù)網(wǎng)（ http://www.cmpedu.com）下載，或致信編者郵箱 523494082@qq.com索取，編者會(huì)無償提供。

凌永成 2022年 7月

前言
第 1章　緒論 .. 1
1.1　智能汽車及其技術(shù)分級(jí) .. 1
1.1.1　智能汽車 .. 1
1.1.2　智能汽車技術(shù)分級(jí) .. 3
1.2　智能汽車技術(shù)的發(fā)展 .. 6
1.2.1　發(fā)展智能汽車的意義 .. 6
1.2.2　智能汽車技術(shù)發(fā)展路線 .. 7
1.3　智能汽車的技術(shù)體系 .. 8
1.3.1　環(huán)境感知技術(shù) .. 9
1.3.2　決策規(guī)劃技術(shù) .. 9
1.3.3　集成控制技術(shù) .. 10
1.3.4　測試評(píng)價(jià)技術(shù) .. 10
1.3.5　無人駕駛技術(shù) .. 11
思考與實(shí)訓(xùn) .. 12
第 2章　環(huán)境感知技術(shù) .. 13
2.1　環(huán)境感知技術(shù)簡介 .. 13
2.1.1　環(huán)境感知對(duì)象 .. 13
2.1.2　環(huán)境感知方法 .. 14
2.2　智能傳感器 .. 18
2.2.1　超聲波雷達(dá) .. 18
2.2.2　毫米波雷達(dá) .. 25
2.2.3　激光雷達(dá) .. 34
2.2.4　視覺傳感器 .. 48
2.3　傳感器融合技術(shù) .. 69
2.3.1　傳感器的融合與同步 .. 69
2.3.2　傳感器融合原理 .. 70
2.3.3　傳感器融合方案 .. 71
2.4　目標(biāo)識(shí)別技術(shù) .. 72
2.4.1　道路識(shí)別技術(shù) .. 72
2.4.2　車輛識(shí)別技術(shù) .. 83
2.4.3　行人識(shí)別技術(shù) .. 86
2.4.4　交通標(biāo)志識(shí)別技術(shù) .. 104
2.4.5　交通信號(hào)燈識(shí)別技術(shù) .. 114
2.5　人工智能與自動(dòng)駕駛 .. 117
2.5.1　人工智能技術(shù) .. 117
2.5.2　深度學(xué)習(xí)技術(shù) .. 121
2.5.3　語義分割技術(shù) .. 124
思考與實(shí)訓(xùn) .. 128
第 3章　定位導(dǎo)航技術(shù) ..129
3.1　定位導(dǎo)航簡介 .. 129
3.1.1　定位導(dǎo)航的定義 .. 129
3.1.2　定位導(dǎo)航方法 .. 131
3.1.3　定位導(dǎo)航的精度要求 .. 133
3.2　衛(wèi)星定位技術(shù) .. 134
3.2.1　全球定位系統(tǒng) .. 134
3.2.2　差分全球定位系統(tǒng) .. 139
3.2.3　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) .. 141
3.3　慣性導(dǎo)航與航跡推算技術(shù) .. 145
3.3.1　慣性導(dǎo)航技術(shù) .. 145
3.3.2　航跡推算技術(shù) .. 152
3.4　即時(shí)定位與地圖構(gòu)建技術(shù) .. 154
3.4.1　視覺 SLAM技術(shù) .. 155
3.4.2　激光 SLAM技術(shù) .. 159
3.4.3　視覺 SLAM與激光 SLAM的比較 .. 160
3.5　電子地圖技術(shù) .. 161
3.5.1　導(dǎo)航電子地圖 .. 161
3.5.2　高精電子地圖 .. 162
3.6　路徑規(guī)劃技術(shù) .. 166
3.6.1　環(huán)境模型的建立方法 .. 167
3.6.2　路徑規(guī)劃的經(jīng)典算法 .. 168
3.6.3　路徑規(guī)劃的智能算法 .. 170
思考與實(shí)訓(xùn) .. 171
第 4章　網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) ..173
4.1　車聯(lián)網(wǎng)簡介 .. 173
4.1.1　車聯(lián)網(wǎng)的作用 .. 173
4.1.2　車聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) .. 174
4.1.3　車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成 .. 174
4.2　車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù) .. 175
4.2.1 CAN總線技術(shù) .. 176
4.2.2 LIN總線技術(shù) .. 177
4.2.3　FlexRay總線技術(shù) .. 178
4.2.4　車載以太網(wǎng)技術(shù) .. 179
4.3　移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù) .. 180
4.3.1　移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的作用 .. 180
4.3.2　移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) .. 181
4.3.3　移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 .. 182
4.4　V2X通信技術(shù) .. 183
4.4.1　V2X通信的技術(shù)流派 .. 183
4.4.2　DSRC通信技術(shù).. 187
4.4.3　LTE-V通信技術(shù) .. 189
4.4.4　5G通信技術(shù) .. 190
4.4.5　V2X通信的安全風(fēng)險(xiǎn) .. 191
4.4.6　V2X通信的應(yīng)用場景 .. 192
4.4.7　DSRC與 C-V2X的競爭 .. 197
4.5　車路協(xié)同技術(shù) .. 198
4.5.1　車路協(xié)同的作用 .. 198
4.5.2　車路協(xié)同的系統(tǒng)架構(gòu) .. 199
4.5.3　車路協(xié)同的應(yīng)用 .. 200
4.6　車路協(xié)同技術(shù)前瞻 .. 201
4.6.1　大數(shù)據(jù)技術(shù) .. 201
4.6.2　云計(jì)算技術(shù) .. 203
4.6.3　多接入邊緣計(jì)算技術(shù) .. 205
思考與實(shí)訓(xùn) .. 211
第 5章　運(yùn)動(dòng)控制技術(shù) ..212
5.1　概述 .. 212
5.2　線控轉(zhuǎn)向技術(shù) .. 212
5.2.1　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) .. 212
5.2.2　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 .. 213
5.2.3　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 214
5.2.4　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn) .. 216
5.3　線控制動(dòng)技術(shù) .. 216
5.3.1　線控制動(dòng)系統(tǒng) .. 216
5.3.2　電控液壓式制動(dòng)系統(tǒng) .. 218
5.3.3　電控機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng) .. 222
5.4　線控節(jié)氣門技術(shù) .. 223
5.4.1　線控節(jié)氣門 .. 223
5.4.2　線控節(jié)氣門系統(tǒng)的組成與工作原理 .. 224
5.4.3　線控節(jié)氣門的特點(diǎn) .. 227
5.4.4　純電動(dòng)汽車的加速踏板與車速控制 .. 227
5.5　線控?fù)Q檔與線控懸架技術(shù) .. 231
5.5.1　線控?fù)Q檔技術(shù) .. 231
5.5.2　線控懸架技術(shù) .. 233
5.6　車輛運(yùn)動(dòng)控制 .. 234
5.6.1　車輛縱向運(yùn)動(dòng)控制 .. 234
5.6.2　車輛橫向運(yùn)動(dòng)控制 .. 234
思考與實(shí)訓(xùn) .. 235
第 6章　輔助駕駛技術(shù) ..236
6.1　先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) .. 236
6.1.1　基本功能 .. 236
6.1.2　拓展功能 .. 236
6.2　前向碰撞預(yù)警系統(tǒng) .. 238
6.2.1　前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的作用 ..238
6.2.2　前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的組成 ..239
6.2.3　前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)的原理 ..240
6.3　自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng) .. 240
6.3.1　自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的作用 ..240
6.3.2　自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的組成 ..241
6.3.3　自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的原理 ..242
6.4　車道偏離預(yù)警系統(tǒng) .. 243
6.4.1　車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的作用 ..243
6.4.2　車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的組成 ..243
6.4.3　車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的原理 ..244
6.5　車道保持輔助系統(tǒng) .. 245
6.5.1　車道保持輔助系統(tǒng)的

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