第1章 车辆状态感知 1
1.1 常用车辆状态信息及其相应传感器 1
1.1.1 车辆状态信息分类 1
1.1.2 常用车辆状态信息 2
1.2 车辆状态信息采集 10
1.2.1 车内状态信息的传输 10
1.2.2 车辆状态信息采集与融合 11
1.3 车辆状态信息处理 12
1.3.1 传感器标零 12
1.3.2 车辆状态数据滤波 12
1.3.3 车辆状态数据有效性验证 13
1.3.4 卫星定位数据处理 14
1.4 基于扩展卡尔曼滤波的车辆位姿估计 17
1.4.1 车辆运动学模型 17
1.4.2 卡尔曼滤波方法 20
1.4.3 车辆运动状态估计 21
参考文献 23
第2章 车辆联网大数据处理技术 25
2.1 时空大数据管理 25
2.1.1 时空数据索引 25
2.1.2 时空数据的压缩存储技术 26
2.2 时空大数据云端处理系统 30
2.2.1 JStorm 31
2.2.2 Apache ZooKeeper 32
2.2.3 Apache Kafka 33
2.2.4 Memcached 34
2.2.5 PostgreSQL 35
2.3 实时车辆位置监控系统的设计与实现 36
2.3.1 系统总体架构设计 37
2.3.2 多级网格划分 37
2.3.3 实时位置聚合的JStorm任务实现 38
2.3.4 质心合并的JStorm实现 41
2.3.5 大规模车辆实时行政区域判定的实现 41
2.3.6 行政区域判定与跨区域事件记录的JStorm任务实现 41
2.3.7 实时车辆位置监控系统Web应用的实现 43
参考文献 45
第3章 车辆位置与行为感知 47
3.1 车辆位置感知 47
3.1.1 定位技术及问题挑战 47
3.1.2 到达角估计方法 49
3.1.3 理论下界 51
3.1.4 协同定位 52
3.1.5 数据融合 53
3.1.6 车联网系统中车辆定位应用示例 58
3.2 驾驶行为特征分析 65
3.2.1 车辆运动特征变化 66
3.2.2 驾驶行为识别方法输入参数的模糊分级 68
3.2.3 驾驶行为规则库 80
参考文献 83
第4章 车辆动力学建模与冲突检测 86
4.1 车辆纵向受力分析 86
4.2 车车通信模式下的车辆简化纵向动力学分层模型 89
4.2.1 车辆纵向动力学模型的简化 89
4.2.2 简化车辆动力学模型的分层 91
4.3 基于Carsim/MATLAB/Simulink的车辆动力学模型联合仿真验证 93
4.3.1 Carsim仿真环境参数设置 95
4.3.2 Carsim/MATLAB/Simulink联合仿真搭建 98
4.3.3 下层动力学控制模型仿真结果分析 98
4.4 两车冲突检测方法 102
4.4.1 两车冲突判断模型 102
4.4.2 冲突严重程度界定 106
参考文献 109
第5章 车辆队列协同控制模型 111
5.1 车辆队列系统概述 111
5.1.1 车辆队列系统数学模型 111
5.1.2 车辆队列系统控制方法 112
5.1.3 车辆队列控制系统结构 113
5.2 车车通信模式下的车辆队列行驶条件 114
5.2.1 车辆行驶安全性条件 114
5.2.2 车辆队列稳定性条件 116
5.3 基于滑模控制的车辆队列协同控制 117
5.3.1 控制模型 117
5.3.2 车辆队列协同控制模型的稳定性分析 121
5.4 车辆队列协同控制模型Carsim仿真 122
5.4.1 阶跃紧急减速输入仿真效果 122
5.4.2 正弦加速度输入仿真效果 124
5.5 通信延迟/失效对车辆队列协同控制影响及模型策略调整 126
5.5.1 通信延迟下的车辆队列协同控制模型 127
5.5.2 通信失效下的车辆队列协同控制模型 129
5.5.3 通信延迟/失效下模型仿真验证 132
5.6 车联网队列主动避撞控制 135
5.6.1 传统避撞模型缺陷分析 136
5.6.2 避撞过程的非线性规划问题 137
5.6.3 基于非线性规划协同主动避撞模型 140
5.6.4 基于协同主动避撞模型的车辆队列控制 143
5.6.5 仿真验证 146
参考文献 151
第6章 车联网交叉口避撞控制 154
6.1 两车冲突消解 154
6.2 现有交叉口冲突消解算法 157
6.3 基于信息交互的合流冲突消解策略 160
6.3.1 典型合流冲突简化模型 160
6.3.2 合流冲突消解模型 163
6.3.3 基于Simulink的模型求解 165
6.4 基于信息交互的交叉冲突消解策略 167
6.4.1 典型交叉冲突简化模型 167
6.4.2 交叉冲突消解模型 168
6.4.3 基于Simulink的模型求解 171
6.5 多车协同交叉口仿真 173
6.5.1 仿真平台概述 174
6.5.2 仿真系统建模 175
6.5.3 两车冲突消解 177
6.5.4 三车冲突消解 180
6.5.5 四车冲突消解 182
6.6 关键参数对冲突检测与消解的影响分析 188
6.6.1 车辆外形尺寸 188
6.6.2 车辆定位误差 189
6.6.3 信息传输迟滞 190
参考文献 191