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由北京航空航天大學(xué)和百度自動駕駛事業(yè)群組聯(lián)合編寫，系統(tǒng)介紹自動駕駛技術(shù)基礎(chǔ)理論，并依托百度Apollo自動駕駛平臺動手實踐，體現(xiàn)了我國自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域的z新科研成果和前沿技術(shù)應(yīng)用

內(nèi)容簡介

本冊書主要介紹汽車構(gòu)造和無人駕駛汽車的基本概念，讓讀者從基礎(chǔ)開始，由淺入深地了解無人駕駛的歷史由來、國內(nèi)外自動駕駛產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展、自動駕駛汽車的技術(shù)架構(gòu)、自動駕駛開發(fā)平臺等知識，并詳細(xì)介紹百度Apollo無人駕駛平臺，通過實際的案例讓讀者深入了解無人駕駛知識體系。

目錄

目錄

前言

第1章自動駕駛技術(shù)概述

1.1汽車發(fā)展史及發(fā)展趨勢

1.1.1蒸汽機(jī)與蒸汽機(jī)車的發(fā)明

1.1.2內(nèi)燃機(jī)與內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)明

1.1.3汽車發(fā)展趨勢

1.2自動駕駛汽車的產(chǎn)生

1.2.1研發(fā)歷史

1.2.2自動駕駛時代的開啟

1.3自動駕駛概述

1.3.1定義及分級標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2SAE J3016的自動駕駛級別劃分

1.3.3中國智能汽車等級劃分

1.4自動駕駛技術(shù)與行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.4.1技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.4.2行業(yè)代表

參考文獻(xiàn)

第2章汽車構(gòu)造基礎(chǔ)

2.1車輛動力傳動系統(tǒng)

2.1.1概述

2.1.2傳統(tǒng)動力傳動系統(tǒng)

2.1.3純電動傳動系統(tǒng)

2.1.4混動傳動系統(tǒng)

2.2車輛懸架系統(tǒng)

2.2.1概述

2.2.2非獨(dú)立懸架

2.2.3獨(dú)立懸架

2.2.4電控懸架

2.3車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2.3.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用及類型

2.3.2轉(zhuǎn)向器

2.3.3轉(zhuǎn)向助力

2.4車輛制動系統(tǒng)

2.4.1概述

2.4.2制動器

2.4.3制動助力系統(tǒng)

2.4.4制動力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

2.5汽車線控系統(tǒng)技術(shù)

2.5.1概述

2.5.2汽車線控的關(guān)鍵技術(shù)

2.5.3典型線控系統(tǒng)

2.6CAN總線技術(shù)

2.6.1概述

2.6.2工作原理

2.6.3工作特點(diǎn)

2.6.4SAE J1939協(xié)議

2.6.5百度自動駕駛汽車的線控技術(shù)應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第3章自動駕駛汽車技術(shù)架構(gòu)

3.1自動駕駛汽車整體架構(gòu)

3.2環(huán)境感知傳感器技術(shù)

3.2.1激光雷達(dá)

3.2.2攝像頭

3.2.3毫米波雷達(dá)

3.2.4超聲波雷達(dá)

3.2.5環(huán)境感知實例——車道線檢測

3.3定位系統(tǒng)

3.3.1衛(wèi)星定位技術(shù)

3.3.2差分定位系統(tǒng)

3.3.3慣性導(dǎo)航定位

3.3.4多傳感器融合定位技術(shù)

3.4高精地圖技術(shù)概述

3.4.1高精地圖綜述

3.4.2高精地圖在自動駕駛中的應(yīng)用

3.4.3高精地圖的制作

3.5規(guī)劃與決策系統(tǒng)概述

3.5.1路徑規(guī)劃

3.5.2路徑規(guī)劃算法介紹

3.6V2X技術(shù)概述

3.6.1V2X分系統(tǒng)概述

3.6.2V2X典型應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第4章自動駕駛汽車開發(fā)平臺

4.1開發(fā)平臺概述

4.2硬件平臺

4.2.1傳感器平臺

4.2.2計算平臺

4.2.3線控車輛平臺

4.3軟件開源平臺

4.3.1ROS介紹

4.3.2ROS特點(diǎn)

4.3.3ROS文件系統(tǒng)層

4.3.4ROS計算圖層

4.4整體開放平臺

4.4.1硬件平臺

4.4.2軟件平臺

4.4.3云端平臺

4.5安全解決方案

4.5.1潛在威脅與對應(yīng)方案

4.5.2Apollo安全方案

參考文獻(xiàn)

第5章Apollo平臺介紹

5.1Apollo平臺概述

5.1.1Apollo平臺發(fā)展歷程

5.1.2Apollo平臺技術(shù)框架

5.2Apollo車輛要求

5.2.1車輛功能要求

5.2.2車輛線控要求

5.3Apollo支持的傳感器

5.3.1激光雷達(dá)

5.3.2毫米波雷達(dá)

5.3.3攝像頭

5.3.4導(dǎo)航模塊

5.3.5工控機(jī)

5.3.6CAN卡

5.3.7Apollo傳感器單元

5.4Apollo平臺的安裝和使用

5.4.1Apollo內(nèi)核的編譯

5.4.2構(gòu)建Docker容器

5.4.3編譯Apollo源代碼

5.4.4啟動并運(yùn)行Apollo平臺

5.5開放數(shù)據(jù)集

5.5.1仿真場景數(shù)據(jù)

5.5.2標(biāo)注數(shù)據(jù)

5.5.3演示數(shù)據(jù)

參考文獻(xiàn)

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精彩書摘

　　第5章Apollo平臺介紹
　　5.1Apollo平臺概述
　　5.1.1Apollo平臺發(fā)展歷程
　　2017年7月，百度AI開發(fā)者大會在北京國際會議中心召開。會上，時任百度董事會副主席、集團(tuán)總裁兼首席運(yùn)營官陸奇正式宣布Apollo 1.0開放平臺上線，開放源代碼，并且公布了Apollo計劃核心技術(shù)的總體技術(shù)框架及詳細(xì)的開放計劃。即日起，所有開發(fā)者都可以在GitHub上找到并使用Apollo 1.0的源代碼。Apollo在GitHub上的網(wǎng)址是： https://github.com/ApolloAuto。
　　Apollo(阿波羅)是一個開放和完整平臺，可以幫助汽車行業(yè)及自動駕駛領(lǐng)域的合作伙伴整合自身的車輛和硬件系統(tǒng)，快速搭建一套屬于自己的自動駕駛系統(tǒng)。與封閉的系統(tǒng)相比，開源的Apollo平臺項目的參與者越多，積累的行駛數(shù)據(jù)就越多，能以更快的速度成熟，從而推動自動駕駛產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
　　Apollo 1.0版本具有在封閉區(qū)域循跡自動駕駛的能力和自定位的能力。Apollo 1.0的主要目的是降低自動駕駛的準(zhǔn)入門檻。對于自動駕駛行業(yè)的初創(chuàng)公司或者缺乏相關(guān)積累的整車廠來說，在Apollo 1.0平臺上進(jìn)行二次開發(fā)無疑是一種既省時又省力的方法。
　　2017年9月，Apollo 1.5版本正式上線。相比Apollo 1.0版本，增加了65000行代碼，并新開放了障礙物感知、決策規(guī)劃、云端仿真、高精地圖和端到端的深度學(xué)習(xí)算法這5種新能力。相比Apollo 1.0只能在封閉區(qū)域內(nèi)行駛，Apollo 1.5版本實現(xiàn)了無人駕駛車輛在固定車道的循跡駕駛。同時，Apollo 1.5實現(xiàn)了無人駕駛的完整框架，為未來的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　2018年1月，百度在拉斯維加斯的CES(International Consumer Electronics Show，國際消費(fèi)電子產(chǎn)品展)大會上正式發(fā)布了Apollo 2.0。相比1.5版本，Apollo 2.0在4個方面進(jìn)行了升級。
　　(1) 解決方案的完整性。Apollo 2.0支持晝夜簡單城市道路情況下的自動駕駛，包括云端服務(wù)、軟件平臺、參考硬件以及參考車輛平臺在內(nèi)的4個模塊全部開放。
　　(2) 首次開放產(chǎn)品安全服務(wù)。Apollo 2.0通過云端的安全OTA、系統(tǒng)層級的防火墻以及硬件層級的黑盒子這3方面來保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
　　(3) 自定位、感知、規(guī)劃決策能力加強(qiáng)。Apollo 2.0實現(xiàn)了對紅綠燈的有效識別，新增的變道功能也會根據(jù)路況進(jìn)行自主判斷，規(guī)劃車輛進(jìn)一步的動作。
　　(4) 云端仿真能力加強(qiáng)。原本在Apollo 1.5上需要花費(fèi)30min的仿真測試，在Apollo 2.0版本上只需要30s，減輕了平臺測試者的工作量。
　　Apollo 2.0在平臺層面上基本實現(xiàn)了功能完整性、開放性和產(chǎn)品的安全性，達(dá)到了一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在商用上，百度也發(fā)布了基于Apollo 2.0的、與金龍客車合作的無人駕駛園區(qū)穿梭巴士——阿波龍，標(biāo)志著Apollo平臺的正式落地。
　　2018年4月，百度正式發(fā)布Apollo 2.5版本，圍繞場景、成本、車型、性能等維度進(jìn)行了多項升級。尤其值得關(guān)注的，一是新增支持國內(nèi)激光雷達(dá)廠商和百度聯(lián)合開發(fā)的“激光雷達(dá)+攝像頭”的一體化傳感器，開發(fā)者無須再使用國外昂貴的激光雷達(dá)產(chǎn)品； 二是新增“單目廣角攝像頭+毫米波雷達(dá)”的解決方案，通過基于攝像頭的視覺感知方案，使傳感器成本較之前降低90%。同時，Apollo 2.5版本支持限定區(qū)域視覺高速自動駕駛，解鎖高速公路場景，并開放視覺感知、實時相對地圖、高速規(guī)劃與控制3大能力。
　　2018年7月，據(jù)Apollo 1.0發(fā)布整整一年之后，百度在AI開發(fā)者大會上正式發(fā)布Apollo 3.0。百度創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官李彥宏宣布，L4級別的量產(chǎn)自動駕駛巴士“阿波龍”正式下線。
　　對于百度而言，Apollo 3.0意味著無人駕駛平臺實現(xiàn)了從技術(shù)研發(fā)到量產(chǎn)的第一步。Apollo 3.0在架構(gòu)、能力、平臺、方案上進(jìn)行了全方位的更新，在原有開發(fā)架構(gòu)基礎(chǔ)上新增了量產(chǎn)解決方案。
　　首先，Apollo 3.0將硬件參考車輛平臺升級為車輛認(rèn)證平臺。Apollo官方給出自動駕駛技術(shù)所需要的車輛標(biāo)準(zhǔn)，給整車廠在制造車輛時予以參考，開發(fā)者可自由選擇經(jīng)過Apollo認(rèn)證的車輛，即可無縫使用Apollo平臺。
　　其次，Apollo 3.0將硬件參考平臺升級為硬件開發(fā)平臺，并發(fā)布Apollo傳感器單元，支持雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、GNSS、IMU等設(shè)備接入，使得多傳感器融合更加容易實現(xiàn)。
　　最后，Apollo 3.0推出了3個自動駕駛量產(chǎn)解決方案，分別為自主泊車、無人作業(yè)小車和自動接駁巴士。
　　2019年1月，百度在CES大會上正式發(fā)布Apollo Enterprise和Apollo 3.5。
　　Apollo Enterprise(Apollo企業(yè)版)被定義為“自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的商業(yè)解決方案”。主要面向車企、供應(yīng)商和出行服務(wù)商，幫其實現(xiàn)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，提供量產(chǎn)、定制、安全的自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)解決方案。
　　Apollo 3.5版本中，自動駕駛系統(tǒng)的規(guī)劃、預(yù)測、感知和定位等主要模塊都得到了升級。在硬件方面，Apollo 3.5對現(xiàn)有的5個硬件模塊進(jìn)行了更新，包括計算單元、GPS/IMU導(dǎo)航系統(tǒng)、攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)。同時新增了兩個新的硬件模塊： Apollo擴(kuò)展單元和車路協(xié)同V2X OBU。
　　百度隨Apollo 3.5的發(fā)布還推出一個全新的面向自動駕駛的高性能開源計算框架——Apollo Cyber RT。這是一個獨(dú)立的開源框架，包含專為構(gòu)建自動駕駛模塊和應(yīng)用的組件，并提供標(biāo)準(zhǔn)化模塊接口，開發(fā)者可在短時間內(nèi)構(gòu)造整套解決方案。
　　從2017年7月到2019年1月，Apollo平臺從1.0版本發(fā)展到3.5版本，這是中國互聯(lián)網(wǎng)公司展示出的科技發(fā)展的中國速度。同時，百度的自動駕駛汽車項目更得到了各方政府的支持。2018年3月，北京市有關(guān)部門在經(jīng)過封閉測試場訓(xùn)練、自動駕駛能力評估和專家評審等系列程序后，向百度發(fā)放了北京市首批自動駕駛測試試驗用臨時號牌。同年3月，福建省平潭縣的平潭綜合實驗區(qū)頒發(fā)了福建省首批自動駕駛路測牌照，百度和金龍客車各拿下3張。沒有方向盤、剎車和駕駛座位的無人駕駛接駁巴士“阿波龍”在這里測試并最終量產(chǎn)。隨后4月，重慶市自動駕駛道路測試啟動儀式在兩江新區(qū)中國汽研舉行，重慶自動駕駛管理聯(lián)席小組相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)向百度等車企頒發(fā)了重慶市首批自動駕駛路測牌照。
　　有了這些路測牌照，我國的自動駕駛車輛就可以正式上路行駛并收集更多實時數(shù)據(jù)和現(xiàn)場信息，為下一步全面上路打下堅實基礎(chǔ)。
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