智能環境友好型車輛：概念、技術架構與工程實現（簡體書）

本書全面闡述了智能環境友好型車輛這一新概念載運工具的科學基礎、關鍵技術與工程應用等問題，是關於這一新興車輛產品技術領域的學術專著，是作者團隊對過去二十年來的研究成果進行系統化整理的產物。本書從多學科融合交叉的角度比較完整、系統地討論了環節友好型車輛的概念內涵、系統架構、基礎理論、關鍵技術體系、典型工程應用與實現。全書內容劃分為12章，分別是：第1章，緒論；第2章，智能環境友好型車輛概念與系統架構；第3章，智能環境友好型車輛基礎理論與技術體系；第4章，智能環境友好型車輛的結構共用技術；第5章，智能環境友好型車輛的信息融合技術；第6章，智能環境友好型車輛的控制協同技術；第7章，基於結構共用的智能電動車輛節能控制；第8章，基於控制協同的智能混合動力汽車ACC實現；第9章，智能環境友好型車輛多目標協調優化與多系統協同控制；第10章，基於多源信息交互的智能電動汽車充換電調度；第11章，基於多源信息融合的電動車輛出行規劃與智能節能控制。

前　言
第1章　智能環境友好型車輛概論 …… 1
1.1　引言 ……………………………………… 1
1.2　智能環境友好型車輛的概念與內涵 …… 3
1.3　智能環境友好型車輛的系統特點 ……… 7
1.4　智能環境友好型車輛的新型體系架構 … 8
1.4.1　智能信息交互系統 ……………… 10
1.4.2　清潔能源動力系統 ……………… 12
1.4.3　電控化底盤系統 ………………… 14
1.5　i-EFV的典型系統應用 ……………… 14
1.5.1　基於行駛環境信息交互的智能混合動力汽車 ………………………… 14
1.5.2　基於車-路-網交互的智能純電動汽車 ……………………………… 17
參考文獻 …………………………………… 20

第2章　智能環境友好型車輛關鍵技術體系 ………………………… 21
2.1　i-EFV的難點問題 …………………… 21
2.2　i-EFV涉及的關鍵科學問題 ………… 22
2.2.1　i-EFV複雜機電系統的多物理過程耦合機理 ………………………… 22
2.2.2　“人-車-路”廣義機械動力學系統建模與協同控制方法 …………… 25
2.3　智能環境友好型車輛關鍵技術體系 … 28
2.3.1　結構共用 ………………………… 29
2.3.2　信息融合 ………………………… 29
2.3.3　控制協同 ………………………… 29
參考文獻 …………………………………… 31

第3章　智能環境友好型車輛的結構共
用技術……………………… 32
3.1　結構共用優化集成技術概述 ………… 32
3.1.1　結構共用集成的概念 …………… 32
3.1.2　結構共用集成的內涵 …………… 34
3.2　車輛系統的結構共用技術 …………… 36
3.2.1　多傳感系統的結構共用 ………… 36
3.2.2　整車控制的結構共用 …………… 38
3.2.3　執行系統的結構共用 …………… 39
3.2.4　結構共用下的系統功能安全設計 … 41
3.3　基於結構共用的汽車智能駕駛系統
集成架構設計 ………………………… 42
3.3.1　架構設計原則與總體構成 ……… 42
3.3.2　傳感器信息共享架構設計 ……… 43
3.3.3　控制器資源共用架構設計 ……… 45
3.3.4　執行器操作共管架構設計 ……… 46
3.4　智能駕駛系統結構共用型集成架構特點分析 …………………………………… 47
3.4.1　評價指標與計算模型 …………… 47
3.4.2　與功能疊加型集成方案對比分析… 48
3.4.3　結構共用集成架構特點總結 …… 52
3.5　基於結構共用的車載環境感知傳感器優選配置 ……………………………… 53
3.5.1　車載多傳感器系統建模 ………… 55
3.5.2　傳感器配置多維評價指標體系 … 61
3.5.3　傳感器配置優化問題的建立 …… 63
3.5.4　多目標優化求解算法 …………… 68
3.6　i-EFV驅動/制動系統結構共用技術… 73
3.6.1　基於混合動力的驅動系統結構共用技術 ……………………………… 73
3.6.2　基於電機制動和電控液壓制動的制動系統結構共用技術 ………… 77
參考文獻 …………………………………… 79

第4章　智能環境友好型車輛的信息融合技術 ………………………… 80
4.1　多傳感器信息融合技術及研究現狀 … 80
4.2　智能環境友好型車輛的信息融合系統架構 …………………………………… 84
4.2.1　目標信息識別 …………………… 86
4.2.2　“人-車-路”特徵提取 ………… 87
4.2.3　車輛狀態預期 …………………… 88
4.2.4　多源信息融合系統的關鍵技術 … 88
4.3　基於信息融合的交通環境與車輛狀態感知技術 ……………………………… 90
4.4　多源傳感器信息的空間同步 ………… 93
4.4.1　多坐標系融合關係建立 ………… 93
4.4.2　改進的圖像與攝像機坐標系之間的坐標轉換公式 …………………… 95
4.4.3　傳感器的空間同步標定方法 …… 98
4.4.4　空間同步方法的實驗驗證 ……… 99
4.5　基於多源信息的探測目標融合判別 … 101
4.6　基於信息融合的車輛參數特徵集建立 … 103
4.7　基於信息融合的車輛特徵數據提取與處理 …………………………………… 104
4.7.1　單目測距 ………………………… 105
4.7.2　同車道可能性的DCF修正……… 107
4.7.3　卡爾曼跟蹤預測 ………………… 108
參考文獻 …………………………………… 109

第5章　智能環境友好型車輛的控制協同技術 ……………………… 111
5.1　車輛底盤一體化協同控制體系 ……… 111
5.2　基於頂層設計的車輛底盤系統協同控制方法 …………………………………… 116
5.3　基於頂層設計的 i-EFV控制協同體系 … 119
5.3.1　i-EFV分層式協同控制系統架構… 119
5.3.2　i-EFV多目標及多系統協同的綜合控制 ……………………………… 123
5.4　i-EFV控制協同技術的典型應用 …… 124
5.4.1　混合動力車輛智能駕駛輔助協調控制技術 ………………………… 124
5.4.2　混合動力多系統能源管理與協調控制技術 ………………………… 142
5.4.3　分布式電驅動車輛縱-橫-垂向輪胎力協同控制技術 ………………… 148
參考文獻 …………………………………… 150

第6章　基於結