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智能網聯汽車協同軌跡規劃理論與實踐

  • 作者：李柏//孫躍碩//田偉//張友民|責編:張海麗
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122499684
  • 出版日期：2026/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：178
人民幣：RMB 98 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統闡述了智能網聯汽車在典型場景下的協同軌跡規劃理論與實踐方法。全書以計算最優控制方法為主線，圍繞最優控制問題建模、數值優化求解以及輔助求解策略設計等核心理論問題展開，並結合多種典型自動駕駛場景，構建相應的協同軌跡規劃方法體系。在理論講解的基礎上，書中還詳盡介紹了數值優化求解器的安裝與配置流程，以及軟體模擬系統與硬體平台的部署方法，最後給出閉環跟蹤控制與實車實驗的操作指南及關鍵代碼解析，突出理論方法與工程實踐的緊密結合。
    本書可作為高校相關專業研究生、本科生的學慣用書，也可供自動駕駛、交通運輸及智能車輛領域的科研人員和工程技術人員參考。
作者介紹
李柏//孫躍碩//田偉//張友民|責編:張海麗
目錄
第1章  智能網聯汽車概述
  1.1  智能網聯汽車的研究背景與意義
    1.1.1  研究背景
    1.1.2  研究意義
  1.2  智能網聯汽車技術概述
  1.3  智能網聯汽車協同軌跡規劃概述
    1.3.1  智能網聯汽車協同軌跡規劃問題的定義
    1.3.2  智能網聯汽車協同軌跡規劃問題的難點
    1.3.3  智能網聯汽車協同軌跡規劃問題的主要解法
第2章  智能網聯汽車協同軌跡規劃問題建模
  2.1  車輛運動學約束
  2.2  兩點邊值約束
  2.3  避障約束
    2.3.1  圓盤模型
    2.3.2  基於分離軸定理的凸多邊形模型
    2.3.3  基於對偶問題轉化的凸多邊形模型
    2.3.4  基於三角面積不等式的凸多邊形模型
    2.3.5  時空安全走廊模型
    2.3.6  半空間模型
  2.4  代價函數
  2.5  總體命題
第3章  智能網聯汽車協同軌跡規劃問題基本解法
  3.1  最優控制問題的常見求解方法
  3.2  計算最優控制方法體系
    3.2.1  最優控制問題的全聯立離散化
    3.2.2  非線性規劃問題的求解
    3.2.3  時間連續最優控制/狀態函數重構
  3.3  基於搜索的初始解構造方法
    3.3.1  初始解對梯度優化的意義
    3.3.2  初始解對協同軌跡規劃的意義
    3.3.3  基於二維空間A*搜索演算法的路徑構造
    3.3.4  基於三維時空A*搜索演算法的軌跡構造
    3.3.5  基於衝突搜索的多車協同軌跡構造
第4章  結構化道路場景中的多車協同換道軌跡規劃方法
  4.1  場景特點與任務難點解析
  4.2  協同軌跡規劃命題構建
  4.3  求解思路
  4.4  基於稀疏編隊重構策略的多階段協同軌跡規劃
  4.5  完整演算法流程
第5章  非結構化路口場景中的多車協同通行軌跡規劃方法
  5.1  場景特點與任務難點解析
  5.2  基於安全走廊與相對安全走廊的避障約束
    5.2.1  基於安全走廊的車-環境避障約束構建
    5.2.2  基於相對安全走廊的車-車避障約束構建
  5.3  基於社會力模型的參考軌跡生成
    5.3.1  基礎社會力模型
    5.3.2  考慮車輛運動學規律的社會力模型改進思路
  5.4  基於輕量化迭代優化的求解魯棒性增強策略
    5.4.1  名義求解方法及其不足
    5.4.2  輕量化迭代優化方法

  5.5  基於批次劃分的求解實時性保障機制
第6章  無序、雜亂、低速場景中的多車協同避障軌跡規劃方法
  6.1  場景特點與任務難點解析
  6.2  協同軌跡規劃命題構建
  6.3  求解思路
  6.4  約束尺度自適應縮放優化
  6.5  進一步提升計算效率的策略
    6.5.1  分組
    6.5.2  約束施加域精準調整
    6.5.3  序貫凸規劃
    6.5.4  基於機器學習的參考軌跡構造
    6.5.5  基於混合整數規劃的參考軌跡構造
第7章  自由空間中的超大規模編隊重構協同軌跡規劃方法
  7.1  場景特點與任務難點解析
  7.2  求解思路
  7.3  滾動時窗逐步優化
第8章  智能網聯汽車協同軌跡規劃軟體系統部署方法
  8.1  Ubuntu操作系統的安裝
    8.1.1  Ubuntu安裝包鏡像的獲取
    8.1.2  Ubuntu安裝啟動盤的製作
    8.1.3  Ubuntu操作系統的安裝與配置
    8.1.4  Ubuntu操作系統界面主題的調整
    8.1.5  Ubuntu操作系統的中文支持與中文輸入法配置
  8.2  機器人操作系統的安裝
    8.2.1  ROS安裝腳本的下載
    8.2.2  ROS的安裝步驟
    8.2.3  ROS安裝效果的驗證
  8.3  協同軌跡規劃演算法所依賴的軟體庫安裝與配置
    8.3.1  編譯環境的配置
    8.3.2  COIN-HSL數學庫的申請與下載
    8.3.3  ThirdParty-HSL軟體包的下載與聯合安裝
    8.3.4  IPOPT優化求解器的安裝
    8.3.5  CasADi 符號計算框架的構建
    8.3.6  CasADi 與IPOPT聯合求解數學規劃問題範例
    8.3.7  Ubuntu系統環境變數的持久化配置
  8.4  協同軌跡規劃示常式序的運行
第9章  智能網聯汽車協同軌跡規劃硬體平台部署方法
  9.1  硬體平台總體架構
  9.2  輪式智能小車平台
    9.2.1  輪式智能小車基本硬體配置
    9.2.2  輪式智能小車固件的燒錄
    9.2.3  輪式智能小車車載控制軟體設計
  9.3  高精度室內定位系統
    9.3.1  動捕系統硬體連接與通信設置
    9.3.2  動捕鏡頭標定與坐標系對齊
    9.3.3  光學標記點的安裝
    9.3.4  小車剛體模型的建立
    9.3.5  動捕系統數據與規劃電腦的通信
  9.4  室內無線通信系統的配置
    9.4.1  無線通信模塊選型與特性

    9.4.2  通信鏈路的配置與協議實現
第10章  智能網聯汽車協同軌跡規劃的閉環跟蹤控制演算法調試
  10.1  基於純跟蹤的橫向控制方法
    10.1.1  橫向控制任務解析
    10.1.2  純跟蹤控制器基本原理
    10.1.3  純跟蹤控制器參數標定方法
  10.2  基於PID的縱向控制方法
    10.2.1  縱向控制任務解析
    10.2.2  PID控制器基本原理
    10.2.3  PID控制器參數標定方法
第11章  智能網聯汽車協同軌跡規劃實車實驗與關鍵代碼解析
  11.1  協同軌跡規劃實車實驗任務與操作流程
  11.2  實車實驗代碼環境部署與運行
  11.3  實車實驗軟體系統及關鍵代碼解析
    11.3.1  系統整體軟體架構
    11.3.2  定位節點程序解析
    11.3.3  控制節點程序解析
    11.3.4  底盤通信節點程序解析
    11.3.5  協同軌跡規劃目標點指派策略解析
參考文獻
後記

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