智能駕駛決策規劃與控制

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《智能駕駛決策規劃與控制》，褚端峰，陸麗萍，秦嶺 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是由中國科學院編譯局與1930年創建的龍門聯合書局於1954年8月合併成立的；目前公司年出版新書3000多種，期刊500多種，形成了以科學（S）、技術（T）、醫學（M）、教育（E）、人文社科（H）為主要出版領域的業務架構。

目錄

內容簡介

智能駕駛系統是包含環境感知、決策規劃與跟蹤控制等方法於一體的綜合系統，並運用自動控制、信息與通信、計算機科學、車輛動力學等多學科知識。決策規劃與控制方法是智能駕駛系統的核心內容。《智能駕駛決策規劃與控制》詳細介紹了智能駕駛系統的行為決策、駕駛軌跡規劃、跟蹤控制、列隊控制和智能網聯測試等方法，旨在幫助讀者以快速、有效的方式，掌握決策規劃與控制相關的模型與算法。此外，《智能駕駛決策規劃與控制》從實際應用出發，融合了研究團隊在本領域的典型成功案例。

目錄

「交通安全科學與技術學術着作叢書」序

前言

第1章 緒論 1

1.1 研究背景 1

1.2 發展現狀 2

1.2.1 汽車智能化發展現狀 4

1.2.2 汽車網聯化發展現狀 7

1.2.3 發展趨勢 10

1.3 技術概述 12

1.3.1 智能網聯汽車決策規劃方法 13

1.3.2 智能網聯汽車控制方法 16

1.4 本章小結 18

參考文獻 18

第2章 智能駕駛行為決策 20

2.1 概述 20

2.1.1 智能駕駛車輛行為決策定義 20

2.1.2 智能駕駛車輛行為決策設計準則 20

2.2 基於規則的行為決策方法 21

2.2.1 有限狀態機 21

2.2.2 混成狀態機 24

2.3 基於學習的行為決策方法 26

2.3.1 決策樹算法 26

2.3.2 深度學習算法 28

2.4 基於馬爾可夫過程的決策方法 32

2.4.1 馬爾可夫決策過程 32

2.4.2 強化學習算法 33

2.4.3 逆強化學習算法 36

2.5 典型案例 37

2.5.1 人類駕駛行為特性分析 38

2.5.2 基於有限狀態機的駕駛場景轉換模型設計 39

2.5.3 基於ID 3決策樹的駕駛行為決策方法 40

2.6 本章小結 41

參考文獻 41

第3章 智能駕駛軌跡規劃 43

3.1 概述 43

3.2 狀態柵格法 46

3.2.1 車輛運動學建模 46

3.2.2 道路建模 47

3.2.3 高斯牛頓法生成軌跡 48

3.2.4 仿真驗證 52

3.3 人工勢場法 54

3.3.1 人工勢場法基本原理 54

3.3.2 障礙物勢場建模 54

3.3.3 道路環境建模 55

3.3.4 車輛勢場建模 58

3.3.5 目標點勢場建模 61

3.3.6 基於模型預測的局部路徑規劃與跟蹤 62

3.3.7 仿真試驗分析 67

3.4 隨機採樣法 76

3.4.1 RRT算法簡介 76

3.4.2 基於高斯的採樣過程 77

3.4.3 RRT擴展過程 78

3.4.4 RRT後處理過程 81

3.4.5 仿真驗證 83

3.5 本章小結 86

參考文獻 86

第4章 智能駕駛跟蹤控制 88

4.1 概述 88

4.2 基於PID的車輛控制 91

4.2.1 基本原理 91

4.2.2 基於ITAE準則的PID參數優化 91

4.2.3 基於PID的車輛縱、橫向控制 93

4.3 基於MPC的車輛控制 104

4.3.1 基於車輛動力學模型的MPC控制建模 104

4.3.2 基於車輛運動學模型的MPC控制建模 110

4.3.3 基於指數權重MPC算法的車輛控制器設計與建模仿真分析 115

4.4 本章小結 121

參考文獻 121

第5章 智能駕駛列隊控制 124

5.1 概述 124

5.2 車輛列隊建模與動力學控制 125

5.2.1 信息流拓撲結構 125

5.2.2 車車跟隨策略 126

5.2.3 車輛列隊模型 127

5.2.4 車輛動力學控制 128

5.2.5 車輛跟蹤控制器仿真驗證 133

5.3 基於非線性PID的車輛列隊控制 137

5.3.1 非線性PID介紹 137

5.3.2 車輛列隊穩定性 141

5.4 基於深度強化學習的車輛列隊控制 152

5.4.1 基於深度強化學習的車隊縱向控制 152

5.4.2 仿真試驗 156

5.5 本章小結 169

參考文獻 169

第6章 智能網聯測試技術 170

6.1 概述 170

6.2 仿真測試 171

6.2.1 軟件在環仿真測試 171

6.2.2 硬件在環仿真測試 172

6.2.3 車輛在環仿真測試 180

6.3 道路測試 182

6.3.1 基本概念 182

6.3.2 典型測試案例 184

6.4 平行測試 185

6.4.1 平行系統概述 185

6.4.2 平行測試理論 188

6.4.3 典型應用 189

6.5 本章小結 190

參考文獻 190