智能网联汽车与交通

智能网联汽车（Intelligent Connected Vehicle，ICV）是指车联网与智能汽车的有机结合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、车、路、后台等进行信息交换与共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并终可替代人来操作的新一代汽车。智能网联汽车集中运用了汽车工程、人工智能、计算机、微电子、自动控制、通信等技术，是一个集环境感知、规划决策、控制执行、信息交互等于一体的高新技术综合体。2020年2月，国家发展改革委联合科技部、工业和信息化部、财政部、交通运输部、商务部等共11部委印发了《智能汽车创新发展战略》，旨在加快推进智能网联汽车的创新发展。智能网联汽车已经进入发展的快车道。智能网联汽车涉及的知识和技术与传统汽车有较大差别，相关的专业和课程体系必须重新构建，以满足智能网联汽车快速发展对人才的需求。
智能网联交通系统作为智能交通系统的终极发展形式，是物联网技术在交通运输领域的重要应用。其通过雷达、视频等先进的车、路感知设备对道路交通环境进行实时高精度感知，按照约定的通信协议和数据交互标准，实现车与车、车与路、车与人以及车与道路交通设施间的通信、信息交换以及控制指令执行，终形成智能化交通管理控制、智能化动态信息服务以及网联车辆自动驾驶的一体化智能网络系统。
通过学习本书，学生既能掌握智能网联汽车所涉及的新知识和新技术，又能熟悉智能网联交通的新技术，为从事智能网联汽车和交通的相关工作奠定基础。
本书的教学参考学时为32～40学时，教师可根据实际情况灵活安排。
本书由曲大义、贾彦峰、刘尊民、王韬编著，李斌主审。其中，第1、2、9章由曲大义编著，第3、4章由贾彦峰编著，第5、6章由刘尊民编著，第7、8章由曲大义和王韬编著。郭海兵在修订过程中进行了资料搜集和整理工作，在此表示感谢。
由于编著者学识有限，书中不当之处在所难免，恳盼读者给予指正。

编著者

本书主要介绍了智能网联汽车与交通领域的新技术成果和应用案例，主要内容有：绪论、车载网络技术、环境感知技术、车云网技术、自动驾驶技术、智能网联汽车测评技术、智慧道路系统、智能车路协同系统、车联网技术应用。本书立足于网联交通技术，在编写过程中注重内容的系统性、实用性，以及介绍当前*新工程技术案例。
本书既可作为高等院校交通运输类专业的教材，也可作为高等院校车辆工程等专业教材，还可作为交通管理类人员的参考读物。
本书配有PPT课件，免费赠送给采用本书作为教材的教师，可登录www.cmpedu.com注册下载。

本书主要介绍了智能网联汽车与交通领域的新技术成果和应用案例，主要内容有：绪论、车载网络技术、环境感知技术、车云网技术、自动驾驶技术、智能网联汽车测评技术、智慧道路系统、智能车路协同系统、车联网技术应用。本书立足于网联交通技术，在编写过程中注重内容的系统性、实用性，以及介绍当前*新工程技术案例。
本书既可作为高等院校交通运输类专业的教材，也可作为高等院校车辆工程等专业教材，还可作为交通管理类人员的参考读物。
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前言
第1章绪论1
1.1智能网联交通系统概述1
1.1.1智能交通系统1
1.1.2智能网联交通系统2
1.1.3智能网联交通系统的三维发展架构2
1.1.4智能网联交通系统的发展方向4
1.1.5智能网联交通系统的技术分类5
1.1.6智能网联交通系统的技术特点及影响7
1.1.7智能网联交通系统的关键技术9
1.2车联网12
1.2.1车联网的概念12
1.2.2车联网的要素及其间的通信12
1.2.3车联网的体系结构13
1.2.4车联网的发展历程和瓶颈14
1.2.5车联网的关键技术16
第2章车载网络技术19
2.1车载网络技术概述19
2.1.1车载网络的发展历程19
2.1.2车载总线的分类21
2.2CAN总线协议标准及性能特点25
2.2.1网络参考模型25
2.2.2CAN网络模型物理层28
2.2.3数据链路层的帧结构31
2.2.4数据链路层的总线仲裁34
2.2.5数据链路层的位填充机制35
2.2.6CAN总线性能特点36
2.2.7典型应用36
2.3汽车无线通信技术38
2.3.1RFID38
2.3.2WiFi38
2.3.3ZigBee39
2.3.4蓝牙39
2.3.5以太网技术39
2.3.65G40
2.4车际网40
2.4.1车际网的概念40
2.4.2车际网的研究现状41
2.4.3车际网的基本架构41
2.4.4车载自组织网络的体系结构42
2.4.5车际网的功能组成44
2.4.6车际网的关键技术44
2.4.7车际网的关键特征45
2.4.8车际网存在的问题45
2.4.9车际网的关键应用48
第3章环境感知技术50
3.1环境感知技术概述50
3.1.1环境感知的定义50
3.1.2环境感知的方法50
3.1.3环境感知系统的组成51
3.1.4环境感知传感器的比较52
3.1.5环境感知传感器的配置52
3.2超声波传感器53
3.2.1超声波传感器的定义53
3.2.2超声波传感器的特点53
3.2.3超声波传感器的测距原理54
3.2.4超声波传感器的类型54
3.2.5超声波传感器的主要参数55
3.2.6超声波传感器的应用55
3.3毫米波雷达56
3.3.1毫米波雷达的定义56
3.3.2毫米波雷达的特点56
3.3.3毫米波雷达的类型57
3.3.4毫米波雷达的测量原理57
3.3.5毫米波雷达的目标识别流程58
3.3.6毫米波雷达的应用59
3.3.7毫米波雷达的布置59
3.4激光雷达61
3.4.1激光雷达的定义61
3.4.2激光雷达的特点61
3.4.3激光雷达系统的组成61
3.4.4激光雷达的测距原理62
3.4.5激光雷达的类型63
3.4.6激光雷达的应用64
3.5视觉传感器66
3.5.1视觉传感器的定义66
3.5.2视觉传感器的特点66
3.5.3视觉传感器的类型67
3.5.4视觉传感器的功能68
3.5.5视觉传感器的环境感知流程69
3.5.6视觉传感器的应用70
第4章车云网技术71
4.1车云网概述71
4.1.1车云网的概念71
4.1.2车云网的研究进展71
4.2车云网的体系架构和划分依据72
4.2.1车联网云计算（VCC）的架构73
4.2.2车载云网络（VCN）的基本架构75
4.3车云网的关键技术76
4.3.1大数据处理技术76
4.3.2多元数据预处理77
4.3.3云计算77
4.3.4边缘云的信息调度78
4.4车云网的具体应用80
4.5车云网的优缺点和难点81
4.6车云网的安全需求和风险83
4.6.1车云网的安全需求83
4.6.2车云网的安全风险84
4.6.3车云网的防护对策85
第5章自动驾驶技术87
5.1自动驾驶技术概述87
5.2自动驾驶技术的发展89
5.2.1国内外发展情况89
5.2.2自动驾驶技术存在的问题91
5.2.3自动驾驶技术的发展趋势92
5.3自动驾驶技术的构成93
5.3.1自动驾驶技术三大系统93
5.3.2自动驾驶工作原理98
5.3.3自动驾驶关键技术99
第6章智能网联汽车测评技术101
6.1测试评价流程101
6.2测试场景的构建102
6.2.1测试场景的设计方法及要求102
6.2.2场景库的构建流程及要求103
6.3测试技术分类104
6.3.1虚拟仿真测试106
6.3.2封闭场地测试107
第7章智慧道路系统110
7.1智慧道路分级110
7.1.1按照交通基础设施系统分类110
7.1.2按照感知—决策—控制进行分类112
7.25G时代的路侧设备113
7.2.1通信基础设施113
7.2.2C-V2X专用通信基础设施114
7.2.3路侧智能设施115
7.2.4MEC设备115
7.2.5路侧气象设备117
7.2.6路侧道路环境监测设备117
7.3提升设备覆盖率方法论117
7.3.1投资和运营模式117
7.3.2场景化应用模式119
7.3.3部署节奏119
7.4智慧高速合流区120
7.4.1合流区车辆控制设计框架121
7.4.2自主车辆意图协调过程121
第8章智能车路协同系统124
8.1车路协同系统简介124
8.2车路协同系统的功能和架构126
8.2.1车路协同系统的功能126
8.2.2车路协同系统的系统架构127
8.3车路协同关键技术分析130
8.3.1智能感知技术131
8.3.2车路协同通信技术132
8.3.3智能信息处理技术134
8.3.4智能车载系统技术134
8.3.5智能路侧系统技术135
8.4车路协同技术应用136
8.4.1交叉口车路协同技术应用136
8.4.2危险路段车路协同技术应用139
8.4.3车路协同技术的应用分析和展望140
第9章车联网技术应用142
9.1车载ITS技术应用142
9.2先进驾驶辅助系统150
9.2.1改善视野类ADAS150
9.2.2预警类ADAS152
9.2.3自主控制类ADAS154
9.2.4车辆博弈换道类ADAS155
9.2.5其他类型ADAS161
9.3车载互联技术162
参考文献168

本书主要介绍了智能网联汽车与交通领域的新技术成果和应用案例，主要内容有：绪论、车载网络技术、环境感知技术、车云网技术、自动驾驶技术、智能网联汽车测评技术、智慧道路系统、智能车路协同系统、车联网技术应用。本书立足于网联交通技术，在编写过程中注重内容的系统性、实用性，以及介绍当前*新工程技术案例。
本书既可作为高等院校交通运输类专业的教材，也可作为高等院校车辆工程等专业教材，还可作为交通管理类人员的参考读物。
本书配有PPT课件，免费赠送给采用本书作为教材的教师，可登录www.cmpedu.com注册下载。