为适应新时期高等教育汽车智能驾驶人才培养工作的要求，《汽车智能驾驶模拟仿真技术》系统性地介绍了汽车智能驾驶模拟仿真理论与方法，内容包括模拟仿真技术基础、车辆动力学建模、数字虚拟场景构建、车载环境传感器建模、多物理体在环实时仿真技术和汽车智能驾驶仿真实验等基本原理，还提供了丰富、翔实的典型汽车智能驾驶仿真应用和对应的仿真系统（PanoSim）操作指南。

《汽车智能驾驶模拟仿真技术》对高等院校汽车专业学生的课程设计、毕业设计、课外科创和课题研究等都有重要的参考价值。

适读人群 ：高职高专学生

1.《汽车智能驾驶模拟仿真技术》双色印刷，图文并茂，遵循强基础、重实践、突出理论与实践相结合、以素质与能力培养为目标的基本原则，详细地阐述了有关汽车智能驾驶模拟仿真的基础理论、基本方法和相关的工程应用技术。

2.《汽车智能驾驶模拟仿真技术》除介绍了系统性的理论与方法外，还提供了丰富、翔实的汽车智能驾驶仿真实例和对应的仿真软件（PanoSim）操作指南，对高校学生的课程设计、毕业设计、课外科创和课题研究等都有重要的参考价值。

3.《汽车智能驾驶模拟仿真技术》可作为汽车智能驾驶、汽车电子控制与自动化、车辆工程专业方向本科生和研究生的专业理论课教学或课外科创参考书，也可作为上述相关领域工程技术人员和科研人员的参考资料。

4. 作者团队实力雄厚，邓伟文是北京航空航天大学教授、博导，中国汽车工程学会会士，中国人工智能学会常务理事。

普通高等教育新工科汽车类系列教材

（智能汽车??新能源汽车方向）

1《新能源汽车设计》

2《汽车智能驾驶模拟仿真技术》

3《动力电池》

4《智能汽车技术》

5《智能汽车概论》

汽车智能驾驶是汽车电子信息化与智能化等现代科学技术的集大成者，是解决交通安全和拥堵等长期挑战的关键技术，代表着现代汽车技术与产业发展的大趋势。随着汽车智能化程度的不断提高，智能汽车应对的行驶环境越来越复杂，模拟仿真技术已经成为开发和测试汽车智能驾驶技术与产品的重要手段。以物理建模、环境模拟与数值求解等为核心的计算机模拟仿真技术被广泛地视为汽车智能驾驶高效、安全与可靠测试验证的重要技术保障和必然发展趋势。

本书遵循强基础、重实践、突出理论与实践相结合、以素质与能力培养为目标的基本原则，详细地阐述了有关汽车智能驾驶模拟仿真的基础理论、基本方法和相关的工程应用技术。

本书共分为9章，其内容概况如下：第1章介绍了模拟仿真技术的发展背景、现状与前景等；第2章阐述了包括物理建模技术、计算机图形学、数值仿真技术等在内的模拟仿真基础理论；第3章主要介绍了车辆动力学及其建模方法；第4章阐述了数字虚拟场景构建技术，包括道路场地构建、交通环境建模、天气与光照模拟等原理与方法；第5章阐述了包括像机、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、定位惯导等在内的汽车常用车载传感器建模的基本原理与方法；第6章阐述了包括模型、软硬件、车辆等多物理体在环和人在回路的实时仿真技术，驾驶模拟器的工作原理和技术实现方案；第7章介绍了汽车智能驾驶，包括环境感知、决策规划、运动控制等在内的仿真实验构建原理与方法；第8章围绕典型智能驾驶仿真应用，介绍了包括自动紧急制动系统（AEB）、自适应巡航控制系统（ACC）、车道居中控制系统（LCC）、自动泊车系统（AP）等仿真实例搭建和试验方法；第9章介绍了一款典型的汽车智能驾驶仿真系统PanoSim，包括它的功能、架构、模型和应用等；附录部分介绍了PanoSim的操作使用和相关仿真实验指南。

本书是作者基于多年的汽车智能驾驶模拟仿真技术研究完成的。本书由北京航空航天大学邓伟文教授、任秉韬博士主笔编著，参加编著的还有张素民教授、丁娟教授、朱冰教授、王健教授、王莹博士、李鑫博士，以及博士/硕士研究生刘镇疑、李江坤、纵瑞雪、白雪松、黄楷博、赵蕊、皇甫宇、王淅淅。

本书可作为汽车智能驾驶、汽车电子控制与自动化等车辆工程或相关专业方向本科生和研究生的专业理论课教学或课外科创参考书，也可作为上述相关领域工程技术人员和科研人员的参考资料。本书除介绍了系统性的理论与方法外，还提供了丰富、翔实的汽车智能驾驶仿真实例和对应的仿真软件操作指南，对高校学生的课程设计、毕业设计、课外科创和课题研究等都有重要的参考价值。本书附有PanoSim操作指南，使用本书做教材的师生可登录http://www.panosim.com下载试用软件。

前 言

第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 汽车智能驾驶模拟仿真

1.3 基本目标和主要内容

第2章 模拟仿真技术基础

2.1 模拟仿真技术背景

2.2 物理建模技术基础

2.2.1 物理模型概述

2.2.2 物理建模方法

2.2.3 物理建模技术

2.3 计算机图形学基础

2.3.1 计算机图形学

2.3.2 光线模拟

2.3.3 几何形状

2.3.4 材质模拟

2.3.5 图像渲染

2.3.6 实时图像模拟的发展方向

2.4 数值仿真技术

2.4.1 数值求解方法

2.4.2 数值计算方法和步长

2.5 实时模拟仿真技术

第3章 车辆动力学建模

3.1 车辆动力学概述

3.2 车辆系统建模方法

3.2.1 车辆动力学建模

3.2.2 悬架系统建模

3.2.3 转向系统建模

3.2.4 空气动力特性

3.2.5 动力传动系统建模

3.2.6 发动机建模

3.2.7 制动系统建模

3.2.8 轮胎建模

3.3 PanoSim的车辆动力学建模

第4章 数字虚拟场景构建

4.1 场景内涵与架构

4.1.1 场景基本概念

4.1.2 场景架构

4.2 道路与场地构建

4.2.1 道路构建

4.2.2 道路模型构建

4.2.3 输出载体地图

4.2.4 虚拟地图应用

4.3 交通及环境建模

4.3.1 交通建模概述

4.3.2 交通模型分类

4.3.3 交通建模方法

4.4 天气与光照模拟

4.4.1 天气量化分析

4.4.2 天气模拟方法

4.4.3 光照影响分析

4.4.4 光照模拟方法

第5章 车载环境传感器建模

5.1 像机建模

5.1.1 像机成像原理

5.1.2 像机建模方法

5.1.3 像机模型应用

5.2 毫米波雷达建模

5.2.1 毫米波雷达工作原理

5.2.2 毫米波雷达建模方法

5.2.3 雷达模型应用

5.3 激光雷达建模

5.3.1 激光雷达工作原理

5.3.2 激光雷达建模

5.3.3 激光雷达模型的应用

5.4 超声波雷达建模

5.4.1 超声波雷达工作原理

5.4.2 超声波雷达建模

5.4.3 模型仿真应用

5.5 GPS定位建模

5.5.1 GPS工作原理

5.5.2 GPS建模

5.5.3 GPS模型应用

5.6 IMU惯导建模

5.6.1 IMU工作原理

5.6.2 IMU误差模型

第6章 多物理体在环实时仿真技术

6.1 模型在环仿真(MIL)

6.1.1 模型在环仿真基本原理

6.1.2 模型在环仿真应用

6.2 软件在环仿真(SIL)

6.2.1 软件在环仿真基本原理

6.2.2 软件在环仿真应用

6.3 硬件在环仿真(HIL)

6.3.1 硬件在环仿真基本原理

6.3.2 硬件在环仿真关键技术

6.3.3 硬件在环仿真应用

6.4 车辆在环仿真(VIL)

6.4.1 车辆在环仿真基本原理

6.4.2 车辆在环仿真应用

6.5 人在回路仿真与驾驶模拟器(DIL)

6.5.1 人在回路仿真基本原理

6.5.2 驾驶模拟器的关键技术

6.5.3 人在回路仿真应用

第7章 汽车智能驾驶仿真实验

7.1 智能驾驶环境感知仿真试验

7.1.1 针对像机视觉的感知算法测试环境搭建方法

7.1.2 针对激光雷达、毫米波雷达的感知算法测试环境搭建方法

7.2 智能驾驶决策规划仿真试验

7.2.1 决策规划算法的工作原理

7.2.2 虚拟仿真测试的必要性

7.2.3 仿真测试环境的搭建方法

7.3 智能驾驶运动控制仿真试验

7.3.1 运动控制算法的工作原理

7.3.2 虚拟仿真测试的必要性

7.3.3 仿真测试环境搭建方法

第8章 典型智能驾驶仿真应用

8.1 自动紧急制动系统(AEB)

8.1.1 AEB系统介绍

8.1.2 AEB系统仿真构建

8.1.3 AEB系统仿真实例

8.2 自适应巡航控制系统(ACC)

8.2.1 ACC系统介绍

8.2.2 ACC系统仿真构建方法

8.2.3 ACC系统仿真实例

8.3 车道居中控制系统(LCC)

8.3.1 LCC系统介绍

8.3.2 LCC系统仿真搭建

8.3.3 LCC仿真应用实例

8.3.4 车道线检测识别

8.4 自动泊车系统(AP)

8.4.1 AP系统介绍

8.4.2 AP系统仿真构建方法

8.4.3 AP系统仿真实例

第9章 汽车智能驾驶仿真系统(PanoSim)介绍

9.1 PanoSim系统简介

9.2 仿真功能介绍

9.2.1 功能操作

9.2.2 实验主界面

9.3 PanoSim-XIL介绍

9.3.1 功能介绍

9.3.2 组成与构建

9.3.3 智能驾驶XIL平台操作指南

附录PanoSim操作指南

参考文献