本書圍繞自動(dòng)駕駛車輛決策技術(shù)，詳細(xì)介紹了嵌入式?jīng)Q策組件、面向基礎(chǔ)設(shè)施的決策、用戶影響、部署問題等內(nèi)容，對(duì)自動(dòng)駕駛車輛決策系統(tǒng)架構(gòu)及核心算法的開發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證、實(shí)施部署具有很強(qiáng)的理論與實(shí)踐指導(dǎo)意義。首先，結(jié)合具體化對(duì)自動(dòng)駕駛車輛認(rèn)知能力的影響，對(duì)用于自動(dòng)駕駛車輛決策規(guī)劃決策與控制任務(wù)的具身決策架構(gòu)進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)行為規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、決策與控制的相互影響等核心算法與實(shí)現(xiàn)框架進(jìn)行了深入講解。為了與傳統(tǒng)的決策范式加以區(qū)分，書中還介紹了基于人工智能的端到端決策架構(gòu)。其次，書中針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)車載決策的影響，講述了交通相關(guān)的路徑系統(tǒng)、基于V2X的協(xié)同駕駛,以及為實(shí)現(xiàn)高階自動(dòng)駕駛所需的道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范。另外，針對(duì)自動(dòng)駕駛與駕駛員/乘客間的交互，介紹了人機(jī)共駕、基于心理學(xué)的駕駛員模型。最后，針對(duì)自動(dòng)駕駛的部署問題，討論了與決策相關(guān)的法律、倫理和接受度問題，以及為提高自動(dòng)駕駛的用戶接受度、提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性所需的功能安全框架和算法測(cè)試驗(yàn)證方法論
豪爾赫·維拉格拉（Jorge Villagra）于2002年畢業(yè)于馬德里理工大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)。2006年獲得國(guó)立巴黎高等礦業(yè)學(xué)院（法國(guó)）實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)科學(xué)、機(jī)器人學(xué)與自動(dòng)控制博士學(xué)位。費(fèi)利佩·西梅內(nèi)斯（Felipe Jiménez）是UPM正教授，也是UPM車輛研究所（Instituto Universitario de Investigación del Automóvil，INSIA）研究副主任兼智能系統(tǒng)部門負(fù)責(zé)人。＜BR＞蘇斌，高級(jí)工程師，杭州市高層次人才。西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制專業(yè)碩士研究生學(xué)歷，在控制理論工程化應(yīng)用、自動(dòng)駕駛決策規(guī)劃控制方面有十余年工作經(jīng)驗(yàn)。曾任職可勝股份算法工程師，華為ADS（智能駕駛）團(tuán)隊(duì)高級(jí)算法工程師，域看科技CTO，枕石科技算法主管等。
目錄
第1章 概述 1
1.1 引言 1
1.2 決策、駕駛自動(dòng)化等級(jí)與設(shè)計(jì)運(yùn)行范圍 3
1.3 本書范圍 4
1.4 本書結(jié)構(gòu)概述 6
參考文獻(xiàn) 9
第2章 具身決策架構(gòu) 12
2.1 引言 12
2.2 具體化與認(rèn)知能力 12
2.3 認(rèn)知架構(gòu)及生物學(xué)上合理的人類行為模型 14
2.4 自動(dòng)駕駛決策架構(gòu) 17
2.4.1 包容式架構(gòu)實(shí)例 17
2.4.2 面向ADAS的行為架構(gòu) 19
2.4.3 啟發(fā)認(rèn)知架構(gòu)實(shí)例 20
2.4.4 面向安全的架構(gòu) 21
2.4.5 共享控制架構(gòu) 23
2.5 常見的功能模塊 25
參考文獻(xiàn) 26
第3章 行為規(guī)劃 29
3.1 引言 29
3.2 問題描述 30
3.3 自動(dòng)機(jī)與馬爾可夫過程 32
3.4 基本的決策理論 33
3.5 序貫決策 35
3.6 自動(dòng)駕駛車輛中的應(yīng)用 37
3.6.1 基于規(guī)則的規(guī)劃 37
3.6.2 反應(yīng)式規(guī)劃 38
3.6.3 交互感知規(guī)劃 39
3.6.4 行為規(guī)劃的博弈論 40
3.6.5 人工智能行為規(guī)劃 40
參考文獻(xiàn) 41
第4章 運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 45
4.1 引言 45
4.2 駕駛員特征估計(jì) 47
4.2.1 范圍 47
4.2.2 表示 48
4.2.3 推理方法 48
4.3 意圖估計(jì) 48
4.3.1 范圍 49
4.3.2 表示 49
4.3.3 推理方法 50
4.4 運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè) 55
4.4.1 范圍 55
4.4.2 表示 55
4.4.3 建模方法 58
4.4.4 態(tài)勢(shì)感知考慮因素 63
4.4.5 衡量指標(biāo) 65
4.5 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 66
4.5.1 范圍 66
4.5.2 表示 67
4.5.3 推理策略 67
參考文獻(xiàn) 70
第5章 運(yùn)動(dòng)搜索空間 77
5.1 引言 77
5.2 圖形法 78
5.3 幾何法 79
5.3.1 非基于障礙物的方法 80
5.3.2 基于障礙物的方法 80
5.4 采樣法 82
5.5 行車走廊 84
參考文獻(xiàn) 85
第6章 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 88
6.1 問題定義 88
6.2 幾何法 91
6.2.1 基于無點(diǎn)模板的幾何策略 91
6.2.2 基于點(diǎn)模板的曲線 92
6.3 變分與最優(yōu)法 93
6.3.1 MPC架構(gòu) 95
6.3.2 優(yōu)化技術(shù) 96
6.3.3 局部非凸優(yōu)化 97
6.3.4 全局非凸優(yōu)化 97
6.3.5 相關(guān)用例 100
6.4 基于采樣的方法 102
6.4.1 確定性問題的一般表述 102
6.4.2 多查詢方法與單一查詢方法 104
6.4.3 概率問題的一般表述 106
6.4.4 帶約束的采樣方法 107
6.5 圖搜索方法 107
6.6 認(rèn)知啟發(fā)方法 109
6.6.1 進(jìn)化計(jì)算 109
6.6.2 模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 110
6.7 仿生方法 110
6.7.1 人工勢(shì)場(chǎng) 111
6.7.2 彈性帶方法 113
6.8 從跟車/CACC到獨(dú)立速度規(guī)劃 114
6.9 分離速度規(guī)劃 115
6.10 基于聯(lián)合路徑與速度優(yōu)化的規(guī)劃 117
參考文獻(xiàn) 119
第7章 端到端架構(gòu) 125
7.1 端到端方法 125
7.2 基于深度學(xué)習(xí)的端到端方法 127
7.2.1 自動(dòng)駕駛端到端架構(gòu)的分類 128
7.2.2 遷移學(xué)習(xí)與Ad-Hoc解決方案 131
7.2.3 用于端到端解決方案建模的數(shù)據(jù)集 132
7.2.4 強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù) 135
7.3 專家系統(tǒng) 137
7.4 展望 138
參考文獻(xiàn) 139
第8章 決策與控制的相互作用 143
8.1 引言 143
8.2 鎮(zhèn)定理論 144
8.2.1 問題定義 144
8.2.2 自動(dòng)駕駛的鎮(zhèn)定需求 145
8.2.3 縱向控制 146
8.2.4 橫向控制 147
8.3 上游與下游控制架構(gòu) 149
8.4 規(guī)劃與控制間的交互模型 151
8.4.1 倫理考量 152
8.4.2 規(guī)劃與控制的集成與解耦 153
8.5 失效可操作考慮因素 154
參考文獻(xiàn) 155
第9章 交通數(shù)據(jù)分析與路線規(guī)劃 160
9.1 引言 160
9.2 非車載決策：從旅行商問題到車輛路徑問題 161
9.3 交通數(shù)據(jù)與外生信息在預(yù)測(cè)性路線規(guī)劃中的相關(guān)性 166
9.3.1 考慮交通預(yù)測(cè) 166
9.3.2 短期交通預(yù)測(cè) 167
9.3.3 長(zhǎng)期交通預(yù)測(cè) 170
9.4 路線規(guī)劃與交通數(shù)據(jù)分析融合的挑戰(zhàn)與研究方向 171
9.4.1 從路線優(yōu)化到學(xué)習(xí)路線 172
9.4.2 基于因果智能體的交通模型與路線規(guī)劃 173
9.4.3 路徑優(yōu)化的知識(shí)遷移 174
9.4.4 實(shí)現(xiàn)可解釋與可信賴的路線規(guī)劃 174
參考文獻(xiàn) 175
第10章 協(xié)同駕駛 181
10.1 協(xié)同網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛簡(jiǎn)介 181
10.2 通信技術(shù) 183
10.2.1 車用無線通信技術(shù)（V2X） 184
10.2.2 專用短程通信技術(shù)（IEEE 802.11p, ETSI ITS-G5）—V2X標(biāo)準(zhǔn)概述 184
10.2.3 蜂窩V2X 185
10.2.4 安全 186
10.3 網(wǎng)聯(lián)服務(wù) 187
10.4 決策機(jī)制對(duì)支持V2X的適應(yīng)性 189
10.4.1 網(wǎng)絡(luò)攻擊的網(wǎng)聯(lián)與自動(dòng)化場(chǎng)景（SerIoT項(xiàng)目） 189
10.4.2 編隊(duì)操作 191
10.4.3 環(huán)島匯入場(chǎng)景操作 192
10.4.4 結(jié)論 193
參考文獻(xiàn) 193
第11章 基礎(chǔ)設(shè)施影響 195
11.1 物理基礎(chǔ)設(shè)施的作用：從證據(jù)到指南 195
11.2 實(shí)現(xiàn)不同自動(dòng)駕駛等級(jí)所需的基礎(chǔ)設(shè)施信息 200
11.2.1 不同自動(dòng)駕駛等級(jí)的道路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范 200
11.2.2 最小風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài) 205
參考文獻(xiàn) 206
第12章 駕駛員行為 210
12.1 自動(dòng)駕駛中以人為中心的觀點(diǎn) 210
12.2 自動(dòng)駕駛HAI模型視角下的人類駕駛員評(píng)估 216
12.2.1 心理負(fù)荷的定義與評(píng)估 217
12.2.2 態(tài)勢(shì)感知能力下降 219
12.2.3 自滿或過度信任 220
12.2.4 技能退化與權(quán)威感喪失 221
12.2.5 自動(dòng)駕駛與人工駕駛員之間的控制權(quán)轉(zhuǎn)移 222
12.3 自動(dòng)駕駛車輛中的乘客 225
12.3.1 自動(dòng)駕駛車輛中乘客角色的變化 225
12.3.2 自動(dòng)駕駛車輛的接受度 226
12.3.3 自動(dòng)駕駛車輛中乘客的情緒狀態(tài) 227
12.3.4 影響乘客狀態(tài)的駕駛員屬性及外因 233
12.3.5 自動(dòng)駕駛車輛中的乘客人機(jī)接口 234
12.3.6 乘坐、環(huán)境舒適、幸福感和其他服務(wù) 235
參考文獻(xiàn) 238
第13章 人機(jī)交互 247
13.1 引言 247
13.2 人機(jī)協(xié)同與共享控制中的隱喻 248
13.3 共享控制方法 249
13.3.1 定義 249
13.3.2 框架 251
13.3.3 算法 252
13.4 一種新的人機(jī)交互框架 253
13.5 交換控制機(jī)制 255
13.5.1 交換控制的適用性 255
13.5.2 交換控制（停用）激活原則 257
參考文獻(xiàn) 259
第14章 算法確認(rèn) 264
14.1 引言 264
14.2 確認(rèn)方法論 265
14.2.1 測(cè)試過程 265
14.2.2 自動(dòng)駕駛功能確認(rèn)的主要技術(shù) 266
14.2.3 數(shù)據(jù)集 268
14.3 仿真系統(tǒng) 268
14.3.1 人在環(huán)仿真 270
14.3.2 車輛在環(huán)仿真 272
14.4 安全保證標(biāo)準(zhǔn) 275
參考文獻(xiàn) 275
第15章 法律及社會(huì)因素 279
15.1 引言 279
15.2 法規(guī) 279
15.2.1 簡(jiǎn)介 280
15.2.2 國(guó)際治理 281
15.2.3 《維也納道路交通公約》 282
15.2.4 歐洲自動(dòng)駕駛車輛法規(guī)現(xiàn)狀 282
15.3 倫理 284
15.3.1 自動(dòng)駕駛的倫理問題 284
15.3.2 面對(duì)倫理問題的方法 286
15.3.3 結(jié)論 289
15.4 用戶接受度 289
15.4.1 簡(jiǎn)介 289
15.4.2 感知安全性 291
15.4.3 信任 292
15.4.4 人口因素 292
15.4.5 心理因素 293
參考文獻(xiàn) 294
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