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| 編輯推薦： |
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《ADAS及自动驾驶虚拟测试仿真技术》是一本关于自动驾驶及ADAS虚拟测试仿真的参考用书。本书提出了一个基于Matlab-OpenModelica-Unity MOMU的多软件联合虚拟仿真平台，平台可用于ADAS和自动驾驶汽车的测试和验证。作者以通俗易懂的语言、形象的图示展示了平台的架构以及各个软件的简单功能以及使用方法，并基于精心设计的开发实例，阐述了仿真平台在不同应用场景下的具体结构以及每个部分的建模原理，将基本概念融入到平台搭建过程中，加深读者的印象，提升读者的感性认识和认知水平。本书适合具有一定ADAS控制建模、车辆动力学建模和机器学习编程基础的读者。可作为高等院校本科生、研究生学习ADAS和自动驾驶虚拟测试仿真技术的教程，也可以作为汽车测试工程师学习参考的资料。
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| 內容簡介： |
本书提出了一个基于Matlab-OpenModelica-Unity MOMU的多软件联合虚拟仿真平台,平台可用于ADAS和自动驾驶汽车的测试及验证。本书以通俗易懂的语言、形象的图示展示了平台的架构和各个软件的简单功能以及使用方法,并基于精心设计的开发实例,阐述了仿真平台在不同应用场景下的具体结构以及每个部分的建模原理,将基本概念融入到平台搭建过程中,加深读者的印象,提升读者的感性认识和认知水平。
本书适合具有一定ADAS控制建模、车辆动力学建模和机器学习编程基础的读者阅读,也可作为高等院校本科生、研究生学习ADAS和自动驾驶虚拟测试仿真技术的教程,还可作为汽车测试工程师学习参考的资料。
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| 關於作者： |
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宋珂，同济大学汽车学院，硕导，副教授，同济大学汽车学院车辆工程专业博士，德国卡尔斯鲁厄理工学院联合培养博士。主要研究领域包括：燃料电池汽车动力系统建模及仿真方法，燃料电池汽车动力系统匹配设计流程及方法，燃料电池汽车动力系统整车能量管理控制策略，电电混合电动汽车动力系统混合度优化设计理论及方法，基于AUTOSAR、ISO26262标准的电动汽车动力系统控制技术。近三年发表燃料电池汽车相关学术论文20余篇，SCIEI检索5篇，申请发明专利7项（已获权4项），实用新型专利1项，软件著作权登记5项。
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| 目錄：
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第1 章 ADASAD 测试与验证技术 1
1.1 ADAS 研究现状 1
1.1.1 ADAS 概述 1
1.1.2 ADAS 技术研究与应用现状 2
1.2 自动驾驶研究现状 4
1.2.1 发展自动驾驶汽车的必要性 4
1.2.2 国外自动驾驶汽车研究现状 6
1.2.3 国内自动驾驶汽车研究现状 7
1.3 ADAS 和自动驾驶仿真测试技术 7
第2 章 虚拟测试平台MOMU 架构 11
2.1 现有虚拟测试平台 11
2.1.1 基于PreScan 的AEB 纵向碰撞算法仿真平台 12
2.1.2 基于Eclipse 的车轮自适应巡航控制仿真平台 13
2.1.3 基于NIPXI 的车道偏离警告仿真平台 13
2.1.4 现有仿真测试平台的优缺点分析 14
2.2 Matlab-OpenModelica-Unity MOMU虚拟测试平台 15
2.3 适用于ADAS 的MOMU 平台数据流 18
2.4 适用于自动驾驶的MOMU 平台数据流 19
第3 章 基于OpenModelica 的车辆动力学模型 20
3.1 车辆动力学建模方法研究现状 20
3.2 Modelica 在车辆动力学建模中的应用 21
3.3 多领域统一建模语言Modelica 22
3.3.1 Modelica 建模的基本步骤 22
3.3.2 基于Modelica 语言的建模 24
3.3.3 标准模型库和仿真工具 27
3.4 电动汽车动力系统的建模机制 29
3.5 电动汽车动力模块建模 30
3.5.1 车用电动机分类及特点 31
3.5.2 电动机的工作原理及建模 32
3.6 电动汽车传动模块建模 35
3.6.1 机械组件库及机械接口 35
3.6.2 动力传动建模 35
3.6.3 动力学建模 36
3.6.4 车身建模 38
3.6.5 制动系统建模 39
3.6.6 悬架建模 40
3.6.7 轮胎建模 40
3.6.8 电动汽车整车模型 41
3.7 电动汽车仿真与计算 42
3.7.1 电机模型仿真 42
3.7.2 轮胎模型仿真 43
3.7.3 速度阶跃输入仿真 44
3.7.4 典型工况仿真 46
第4 章 基于Unity 的仿真环境搭建 50
4.1 Unity 软件介绍及安装 50
4.1.1 Unity 背景简介 50
4.1.2 Unity 下载安装 51
4.2 Unity 入门 52
4.2.1 开始面板 52
4.2.2 关键功能 53
4.2.3 游戏物体控制脚本编写 54
4.3 Roll-a-Ball 游戏创建示例 56
4.3.1 设置游戏 56
4.3.2 物体移动控制 59
4.3.3 视角跟随设置 62
4.3.4 添加可收集物体 62
4.3.5 新建UI 显示计数 65
4.3.6 生成游戏 67
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| 內容試閱：
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随着人工智能的加速发展和汽车雷达等传感器的快速完善， 高级辅助驾驶系统（Advanced Driving Assistant System ，ADAS）功能越来越强大，自动驾驶（AutonomousDriving，AD）汽车量产的日子也越来越近。很多传统车企都在投入大量的人力物力，从自动驾驶Level1 逐步完善ADAS 功能，最终实现自动驾驶Level5。部分互联网公司甚至直接进行Level5 的自动驾驶研究。毫无疑问，未来自动驾驶汽车将大幅减少道路交通事故，缓解交通拥堵，并使地球成为更加绿色的生活场所。但是在更高级的自动驾驶汽车大规模量产推广之前，其可靠性必须要得到验证。虽然实车实路的验证是最具有说服力的方式，但是其测试周期长、成本昂贵限制了自动驾驶汽车的研发进度。所以谷歌、特斯拉、丰田等大型公司都建立了自己的虚拟测试平台，加速训练和验证自己的自动驾驶汽车，节省路试和研发的时间。
本书以通俗易懂的语言、形象的图解展示了一个基于Matlab-OpenModelica-Unity（MOMU）的多软件联合虚拟仿真平台。本书基于组成虚拟仿真平台的各软件功能，详细介绍了仿真平台各部分的搭建过程，以及相应的建模原理，将基本概念融入平台搭建过程，并精心设计了开发实例，加深读者的印象，提升读者的感性认识和认知水平。
本书共分为8 章。第1 章介绍了ADAS 和自动驾驶技术发展背景及现状，重点分析相关测试与验证技术，提出研发虚拟测试平台的必要性。第2 章提出了一种先进的多软件联合虚拟测试平台MOMU，介绍了平台的主要组成、各部分的功能以及平台的优点。第3 章以建立一个电动汽车车辆动力学模型为主线，介绍了OpenModelica 车辆动力学模型的关键模块和建模流程，并解释了相关的理论基础，方便读者加深对模型的理解。第4 章介绍了Unity 的背景和关键场景建模技术，并以一个游戏的建模案例使读者熟悉Unity 建模方法。第5 章详细介绍了搭建一个自动紧急制动系统控制策略的全过程，为之后的联合仿真提供了必要的基础。第6 章以自动紧急制动系统为例介绍了ADAS 仿真平台的搭建，主要包含平台间的信息交流实现和结果展示。第7 章介绍了Unity 用于机器学习的官方插件ML-Agents，主要包含插件的安装以及Python 运行环境的安装，附加的官方实例向读者直观地展示了ML-Agents 的操作和相关功能，并验证了插件以及运行环境的安装正确性，同时设计了一个简单的训练示例，详细地展示了训练环境的搭建过程。第8 章介绍了自动驾驶虚拟测试仿真实例完成的全过程，并对仿真结果进行了必要的数据提取与分析。
本书由同济大学宋珂、魏斌和湖南中车时代电动汽车股份有限公司朱田编写，并设计开发了书中实例。全书由宋珂组织统稿，Unity Technologie 公司龚敏彦负责审阅。
在本书编写过程中得到了Unity 公司、MathWorks 公司和非营利组织Open SourceModelica Consortium 的支持。
本书适合具有一定ADAS 控制建模、车辆动力学建模和机器学习编程基础的读者阅读。可作为高等院校本科生、研究生学习ADAS 和自动驾驶虚拟测试仿真技术的参考教材，也可作为汽车测试工程师学习参考的资料。
本书中所有内容都经过Unity、Open Source Modelica Consortium 和MathWorks 公司相关专家的审阅，且本书实例经过笔者亲自测试验证。由于水平有限，书中难免出现疏漏或者不当之处，诚望读者批评和指正。
编著者
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