本書結合汽車巨頭如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、特斯拉等品牌在汽車上實現自動駕駛與操控自動化、智能化的應用技術成果,以全彩圖解并配以視頻的形式,生動形象地詮釋了自動駕駛輔助與系統自動化技術的種種形式,系統組成,部件結構、功能以及運行原理。
該書采用全彩圖解加動畫視頻演示的方式編述內容,使之輕松易讀,簡潔易懂,適合各汽車院校智能網聯汽車專業作為輔助教材選用,也可供智能汽車與無人駕駛技術領域從業人員和廣大車主及愛好者閱讀。
內容先進:涉及奔馳、寶馬、奧迪、大眾、特斯拉眾品牌的自動駕駛與操控自動化、智能化的應用技術成果。
全彩圖解配視頻解析:生動形象地詮釋了自動駕駛輔助與系統自動化技術的種種形式,系統組成,部件結構、功能及運行原理。
早在2012年,我國就發布了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》,此后我國新能源汽車發展便堅持純電驅動的戰略方向。
2020年11月2日,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》。該規劃中提出,到2025年,我國新能源汽車市場競爭力明顯增強,動力電池、驅動電機、車用操作系統等關鍵技術取得重大突破,安全水平全面提升。純電動乘用車新車平均電耗降至12.0kW·h/100km,新能源汽車新車銷售量達到新車銷售總量的20%左右,高度自動駕駛汽車實現限定區域和特定場景商業化應用,充換電服務便利性顯著提高。
新的規劃中指出,要強化整車集成技術創新,以純電動汽車、插電式混合動力(含增程式)汽車、燃料電池汽車為“三縱”;以電動化(動力電池與管理系統、驅動電機與電力電子)、網聯化與智能化技術為“三橫”。
業內普遍認為,從現在起到 2030 年,除了傳統的新能源汽車核心部件之外,未來的核心零部件還包括芯片、操作系統和汽車電子部件,甚至還將包括有價值的數據。
第五代移動通信技術(簡稱5G或5G技術)是最新一代蜂窩移動通信技術,也是繼4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和 2G(GSM)系統之后的延伸。5G的性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。
5G網絡的主要優勢在于,數據傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網絡,最高可達10Gbit/s。5G技術的普及將使萬物互聯成為可能,基于物聯網誕生的車聯網,還有與此關聯的智能網聯汽車也隨之應運而生了。
根據SAE自動駕駛分級標準可以看出,目前商用的可上路應用的自動駕駛技術還處于2.5到3.0階段,這個階段只能說是自動駕駛輔助的高級階段,離真正的無人駕駛也就是完全自動駕駛還有很長的路要走。
所有新技術的應用和開發都將基于現有的基礎進行,而不是畫餅充饑,憑空想像。所以,回歸現實,智能化的基礎也就是自動化,無人駕駛的基礎也就是自動駕駛輔助。本書以目前最高端的汽車電控技術為講述對象,講解應用在這些車型上的系統的構造原理、功能及工作流程,總成及單個部件的特征、結構與原理。基于這些內容,使讀者朋友們對目前“火熱”的智能網聯汽車與無人駕駛技術有一個真正全面的認識與了解。
本書結合汽車巨頭如奔馳、寶馬、奧迪、大眾、特斯拉等品牌在汽車上實現自動駕駛與操控自動化、智能化的應用技術成果,以全彩圖解并配以視頻的形式,生動形象地詮釋自動駕駛輔助與系統自動化技術的種種形式,系統組成,部件結構、功能以及運行原理。
全書分為八大章節。第1章簡要介紹了無人駕駛及自動駕駛的分級標準、區別及關鍵技術與發展概況。第2章講解了汽車自動駕駛技術所用到的傳感器、控制器及操作系統的功能與特性。第3~6章根據功能細分詳細講述了行駛輔助、駐車輔助、視覺輔助及安全輔助四大類輔助系統的組成、功能及工作原理。作為智能化的基礎應用,第7章描述了底盤自動化、電器自動化、車身自動化系統的組成、功能及原理。第8章則簡要介紹了車聯網與智能網聯汽車以及現代汽車上應用的聯物、聯網與車載網絡技術。最后附錄為智能汽車與自動駕駛技術中常見英文縮略語的中文解釋。
本書在各個圖文節點,根據技術適用場景插入了一些動畫演示和實景操作的視頻。通過這些視頻的觀看學習,可以使我們對系統的功能原理和總成的構造及運行機制有更為直觀的了解。
本書由瑞佩爾主編,此外參加編寫的人員還有朱其謙、楊剛偉、吳龍、張祖良、湯耀宗、趙炎、陳金國、劉艷春、徐紅瑋、張志華、馮宇、趙太貴、宋兆杰、陳學清、邱曉龍、朱如盛、周金洪、劉濱、陳棋、孫麗佳、周方、彭斌、王坤、章軍旗、滿亞林、彭啟鳳、李麗娟、徐銀泉。在編寫過程中,參考了國內外相關文獻和網絡信息資料,在此,謹向這些資料信息的原創者們表示由衷的感謝!
囿于編者水平有限及成書匆促,書中疏漏在所難免,還請廣大讀者朋友及業內專家多多指正。
編者
第1章 系統概述
1.1 自動駕駛與無人駕駛2
1.1.1 自動駕駛分級標準2
1.1.2 自動駕駛與無人駕駛的區別5
1.1.3 自動駕駛與無人駕駛范例7
1.2 自動駕駛關鍵技術8
1.2.1 自動駕駛核心技術8
1.2.2 人工智能技術13
1.2.3 大數據應用14
1.2.4 車聯網與高精地圖14
1.2.5 汽車安全15
1.3 自動駕駛和無人駕駛技術的發展16
1.3.1 智能汽車在全球16
1.3.2 智能汽車在中國18
第2章 汽車自動駕駛系統部件
2.1 汽車之“眼”——車用攝像頭21
2.1.1 單目攝像頭應用21
2.1.2 雙目攝像頭應用29
2.1.3 三目攝像頭應用33
2.2 汽車之“耳”——車用雷達36
2.2.1 毫米波雷達(RaDAR)36
2.2.2 激光雷達(LiDAR)43
2.2.3 超聲波雷達45
2.3 汽車之“腦”——車用控制器48
2.3.1 特斯拉自動駕駛控制器48
2.3.2 奧迪駕駛輔助控制器52
2.4 汽車之“心”——車載系統軟件56
2.4.1 特斯拉車載系統56
2.4.2 寶馬 i ConnectedDrive58
第3章 汽車行駛輔助系統
3.1 自適應巡航系統62
3.1.1 系統組成62
3.1.2 工作原理65
3.2 智能制動控制系統72
3.2.1 系統介紹72
3.2.2 工作原理73
3.2.3 警告與制動功能74
3.3 車道變更警告系統76
3.3.1 系統組成76
3.3.2 工作原理77
3.3.3 部件特性78
3.4 車道變更輔助系統82
3.4.1 系統介紹82
3.4.2 工作原理84
3.5 車道保持輔助系統89
3.5.1 系統介紹89
3.5.2 工作原理91
3.6 交叉行駛警告系統97
3.6.1 系統原理97
3.6.2 功能介紹98
3.7 交通標志識別系統100
3.7.1 系統應用說明100
3.7.2 標志識別示例100
3.8 應急輔助系統103
3.8.1 系統介紹103
3.8.2 工作流程104
第4章 汽車駐車輔助系統
4.1 倒車雷達輔助108
4.1.1 系統組成108
4.1.2 工作原理108
4.2 倒車影像系統110
4.2.1 系統組成110
4.2.2 工作原理112
4.3 自動泊車系統114
4.3.1 系統組成114
4.3.2 部件介紹115
4.3.3 系統功能117
4.3.4 遙控移車功能120
第5章 汽車視覺輔助系統
5.1 全景影像系統126
5.1.1 系統組成126
5.1.2 部件介紹126
5.1.3 工作原理128
5.2 夜視輔助系統129
5.2.1 部件介紹129
5.2.2 工作原理132
5.3 智能大燈控制系統134
5.3.1 遠光燈輔助系統134
5.3.2 可變照明距離系統143
5.3.3 矩陣遠光燈輔助系統151
5.4 平視顯示屏162
5.4.1 系統介紹162
5.4.2 組成部件163
5.4.3 工作原理164
5.5 虛擬車外后視鏡166
5.5.1 部件介紹166
5.5.2 連接電路167
5.6 虛擬駕駛艙168
5.6.1 部件介紹168
5.6.2 系統功能169
第6章 汽車安全輔助系統
6.1 駕駛員行為安全提示系統172
6.1.1 疲勞駕駛檢測系統172
6.1.2 開門警示系統173
6.2 行人保護系統174
6.2.1 行人碰撞保護系統174
6.2.2 電動汽車聲學式行人保護176
第7章 汽車自動化裝置
7.1 底盤自動化178
7.1.1 自適應駕駛系統178
7.1.2 主動電控轉向系統181
7.1.3 智能制動系統184
7.1.4 自適應空氣懸架系統189
7.2 電器自動化196
7.2.1 自動刮水器196
7.2.2 自動空調197
7.2.3 自動大燈199
7.2.4 自動防眩目后視鏡199
7.2.5 手勢識別系統201
7.3 車身自動化203
7.3.1 踢腳感應式后備廂203
7.3.2 自動折疊式頂篷205
7.3.3 自動后擾流板217
7.3.4 電動后備廂蓋219
第8章 車聯網與智能汽車
8.1 車聯網與自動駕駛222
8.1.1 智能網聯汽車222
8.1.2 智能網聯汽車發展史222
8.1.3 智能網聯汽車關鍵技術223
8.2 車聯網技術及其應用225
8.2.1 車庫門開啟系統(HomeLink)225
8.2.2 智能語音處理系統226
8.3 車載通信技術228
8.3.1 遠程信息通信系統228
8.3.2 Wi-Fi熱點連接231
8.3.3 無線充電技術233
8.3.4 近距離通信系統(NFC)234
附錄 常見英文縮略語釋義238