智能车辆系统动力学建模与仿真

本书在梳理智能车辆系统动力学建模与仿真相关知识体系的基础上，紧密结合智能驾驶车辆技术的发展趋势，联系科研实际和行业发展现状，利用大量的仿真实例对智能驾驶车辆动力学建模与仿真所涉及的基本理论及关键技术做出全面论述。

本书利用大量的仿真实例对智能驾驶车辆动力学建模与仿真所涉及的基本理论及关键技术进行全面论述。本书主要分为两部分，第一部分是基础理论，共6章，第1章主要回顾智能驾驶车辆仿真技术及其发展现状，第2章主要为机电系统建模与仿真基础，第3章主要为智能驾驶车辆动力学建模与控制理论基础，第4章与第5章分别为MATLAB和PreScan自动驾驶系统仿真基础，第6章为控制系统自动代码生成与半实物仿真技术简介。第二部分是项目实践，共8个项目案例，依次为传感器融合、车辆运动学模型仿真、四轮转向汽车操纵稳定性、自适应巡航控制、自动紧急制动、车道保持辅助、路径跟踪、主动换道避障等系统建模与仿真。
本书可作为车辆工程专业课程教材，也可作为自动化类、电子信息类、计算机类等专业的参考教材，还可供从事智能车辆相关工作的技术人员阅读参考。

刘丛志，燕山大学机械工程学院教师，清华大学车辆工程博士毕业，共发表SCI/EI论文20余篇，其中第一作者/通讯作者SCI 8篇，一区SCI 7篇，SCI他引300余次，申请发明专利10余项；主持/参与国家及省部级科研项目14项，完成企业横向科研课题13项。

第1篇基 础 理 论
第1章智能驾驶车辆仿真技术概述
1.1概述
1.2仿真平台构成
1.2.1传感器建模
1.2.2车辆动力学建模
1.2.3交通场景建模
1.3仿真平台行业现状
1.3.1MATLAB/Simulink
1.3.2PreScan
1.3.3CarSim/TruckSim/CarMaker
1.3.4PanoSim
1.3.5Apollo
1.3.6Autoware
1.4本章小结
思考题
第2章机电系统建模与仿真基础
2.1概述
2.2插值问题
2.2.1拉格朗日插值
2.2.2牛顿插值
2.2.3三次样条插值
2.2.4埃尔米特插值
2.2.5一维插值
2.3拟合问题
2.3.1线性拟合
2.3.2多项式拟合
2.3.3曲线拟合工具箱
2.3.4系统辨识工具箱
2.4方程组求解
2.5微分方程组求解
2.6复杂系统建模方法
2.6.1动态系统建模基础
2.6.2状态空间建模
2.6.3S-函数建模
2.6.4Stateflow建模
2.6.5Simscape建模
2.7非线性模型的线性化
2.8混合系统建模基础
2.9本章小结
思考题
第3章车辆动力学与控制理论基础
3.1概述
3.2车辆系统模型
3.2.1运动学模型
3.2.2动力学模型
3.2.3轮胎模型
3.2.4轮胎侧偏刚度估计
3.3常用滤波器及其应用
3.3.1低通滤波器
3.3.2卡尔曼滤波器
3.4二次规划及其应用
3.4.1路面附着系数估计
3.4.2车辆行驶曲率估计
3.4.3车辆速度规划
3.5PID控制
3.5.1模拟PID控制
3.5.2数字PID控制
3.6线性二次型状态调节器
3.7模型预测控制
3.8本章小结
思考题
第4章MATLAB自动驾驶系统仿真
4.1概述
4.2ADT主要模块简介
4.2.1驾驶场景模块
4.2.2传感器模块
4.2.3多目标跟踪模块
4.2.4轨迹平滑模块
4.2.53D仿真模块
4.2.6车辆动力学模块
4.2.7车辆控制模块
4.2.8自动驾驶模块
4.3自动驾驶场景搭建
4.3.1采用脚本构建场景
4.3.2采用APP构建场景
4.3.3采用场景库构建场景
4.4自动驾驶仿真实例
4.4.1视觉检测
4.4.2毫米波雷达目标检测
4.4.3视觉与毫米波雷达融合检测
4.4.4激光雷达检测
4.4.5车辆自动避障
4.5本章小结
思考题
第5章PreScan自动驾驶系统仿真
5.1概述
5.2主要模块简介
5.2.1驾驶场景模块
5.2.2基础设施模块
5.2.3传感器模块
5.2.4车辆模块
5.2.5轨迹设置模块
5.2.6可视化模块
5.2.7其他实用模块
5.3自动驾驶场景搭建
5.3.1采用GUI构建场景
5.3.2采用场景库构建场景
5.4本章小结
思考题
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