节能汽车 协同式自动驾驶

本书呈现了作者过去10年来在车辆协同式自动驾驶领域的研究成果 本书主要目的是强调网联自动驾驶汽车（CAV）在提高能源效率和减少交通运输对环境影响方面的巨大潜力，并介绍实现这些目标的正确方法 本书的目标读者是智能交通及自动驾驶领域的高校师生、研究人员和工程师

《节能汽车：协同式自动驾驶》主要介绍了在大数据交通流环境下，各种模型车辆的节能驾驶潜力与具体应用，并列举了相关的案例分析。首先介绍了协同式自动驾驶汽车在大数据交通流背景下的良好节能潜力，接着分别对多模型车辆（内燃机汽车、电动汽车、混合动力汽车等）进行建模，对自动驾驶汽车的感知与控制（包括V2X通信技术、自动驾驶的感知与定位技术、运动规划及控制）及道路与交通（包括对路网和交通流的建模，以及对能量消耗的预测等）进行了讲解，对协同式自动驾驶中最短路径和很优能耗行驶里程进行了求解，然后对协同式自动驾驶的*优控制问题进行了分析，分别针对内燃机汽车、电动汽车、混合动力汽车展开讨论。最后描述了部分特定场景及应用、自动驾驶技术的应用分析以及案例研究等。本书为协同车辆的节能驾驶问题研究提供了丰富、详尽的指导，可以作为协同式自动驾驶领域研究生课程的主要教材，也可供相关从业人员阅读。

安东尼奥•夏雷塔（Antonio Sciarretta），机械工程专业研究员。自2006年以来，一直在法国国家石油与新能源研究院(IFPEN)工作，并兼任瑞士苏黎世联邦理工学院讲师。研究领域主要为热机和动力系统控制，尤其是混合动力汽车。 阿达兰•瓦希迪（Ardalan Vahidi），2005年博士毕业于在密歇根大学，美国南卡罗来纳州克莱姆森大学机械工程系教授。研究领域主要为能源系统、车辆系统和自动系统控制。 译者简介 胡晓松，教授，新能源汽车领域重量人才、重庆市杰出青年、全球高被引科学家，在突破新能源车辆动力系统关键卡脖子技术方面做出了重要贡献。以第一/通讯作者发表SCI论文150余篇，引用18500余次，H指数76，ESI高被引论文40余篇，出版专著3部、译著3部，申请/授权发明专利60余项，担任10余个SCI期刊副主编/编委。研究工作入选中科院《2019研究前沿》重点热点前沿，成果影响力位列全球第二。获重庆市自然科学一等奖（排第一）、重庆市教学成果一等奖（3/14）、重庆青年五四奖章、重庆市靠前科技青年奖等奖励。 唐小林，副教授，博士生导师，从事混合动力汽车方面的研究，主持自然科学基金2项，省部级项目6项，表SCI论文55篇，授权发明专利24项，获得了重庆市自然科学一等奖（5/5），川渝产学研成果奖（2/10），出版英文专著2部、中文译著2部，担任IJVP、汽车工程等杂志编委。 刘腾，博士,滑铁卢大学认知自动驾驶实验室博士后研究员（2018-2020）。2017年博士毕业于北京理工大学车辆工程专业，本科毕业于北京理工大学数学系。北京慧拓智能机器有限公司工作一年(2017-2018)。研究方向包括智能网联汽车决策与规划, 新能源汽车动力学建模及能量管理，平行增强学习理论及应用研究。发表SCI论文30余篇，会议论文10余篇。

前言
第1章 CAV的节能潜力
1.1 绪论
1.2 能耗最小的路径导航
1.3 CAV驾驶预测
1.3.1 道路状态预测
1.3.2 信号相位与时序预测
1.3.3 跟车状态预测
1.3.4 车道选择与并线预测
1.4 协同驾驶机会的增加
1.4.1 跟车协同控制
1.4.2 变道与并线协同控制
1.4.3 交叉路口协同控制
1.4.4 交通协调的间接效益
参考文献
第2章 车辆建模基础
2.1 道路行驶载荷
2.1.1 道路车辆的作用力
2.1.2 车轮驱动能量需求
2.1.3 动力总成能量需求
2.2 内燃机汽车
2.2.1 传动系统（变速器）
2.2.2 发动机
2.2.3 ICEV的燃料消耗
2.3 电动汽车
2.3.1 传动系统
2.3.2 电机与逆变器
2.3.3 电气连接
2.3.4 电池
2.3.5 电动汽车的电能消耗
2.4 混合动力汽车
2.4.1 传动系统与动力传递
2.4.2 能量管理策略
2.4.3 混合动力汽车的能量消耗
2.5 人力驱动车辆（自行车）
2.5.1 传动系统
2.5.2 骑行者消耗模型
2.5.3 骑行者行为模型
参考文献
第3章 网联自动驾驶汽车的感知与控制
3.1 V2X通信技术
3.2 自动驾驶的感知与定位技术
3.2.1 感知与定位传感器
3.2.2 感知与定位算法
3.2.3 网络服务
3.3 运动规划及控制
3.3.1 任务规划
3.3.2 模式规划
3.3.3 运动规划
3.3.4 运动控制
3.3.5 动力总成控制
3.3.6 规划与控制算法
参考文献
第4章 道路与交通
4.1 路网建模
4.1.1 路网拓扑
4.1.2 路网属性
4.1.3 交叉口简介
4.1.4 充电站简介
4.2 交通流微观模型
4.2.1 跟车模型
4.2.2 高级巡航控制功能
4.2.3 车道变更模型
4.3 交通流宏观模型
4.3.1 基础交通流图
4.3.2 运动学模型
4.4 路网能耗预测方法
4.4.1 运行速度模型
4.4.2 综合速度轨迹
4.4.3 牵引能耗
4.4.4 热管理能耗
参考文献
第5章 节能性路径导航
5.1 节能性最短路径问题
5.1.1 问题公式化
5.1.2 路径算法
5.1.3 数值结果
5.2 很优能耗行驶里程估计
5.2.1 问题公式化
5.2.2 求解方法
5.2.3 数值结果
5.3 实际应用
参考文献
第6章 节能性速度曲线（协同式自动驾驶）
6.1 协同式自动驾驶技术
6.1.1 协同式自动驾驶场景
6.1.2 协同式自动驾驶规则
6.1.3 协同式自动驾驶系统
6.2 协同式自动驾驶的很优控制问题
6.2.1 问题公式化
6.2.2 求解方法
6.3 基于距离的车轮效率优选化
6.3.1 问题公式化
6.3.2 数值结果
6.3.3 解析结果
6.4 内燃机汽车效率优选化
6.4.1 问题公式化
6.4.2 数值结果
6.4.3 解析结果
6.5 电动汽车效率优选化
6.5.1 问题公式化
6.5.2 数值结果
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