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| 編輯推薦： |
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国内从事自动驾驶系统仿真与测试评价工作的管理人员及科研人员提供及时详细的技术指导参考和行业应用范例
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| 內容簡介： |
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本书是我国国内*本全面介绍自动驾驶虚拟仿真测试技术的专业性书籍。通过国内相关技术标准制定专家、研究机构科学家、高校专家、国内自主研发技术团队专家等从多视角介绍与解读汽车自动驾驶仿真测试技术。本书主要围绕国内外行业发展与行业应用现状、汽车自动驾驶仿真测试技术的原理与实现方法等方面进行了详细阐述。读者还可以从本书中查阅常用仿真测试工具、国内外相关测试标准、国内研究开发机构等信息。此外，本书汇编了行业原创技术实现内容，指出了研究发展方向，旨在为国内从事自动驾驶系统仿真与测试评价工作的管理人员及科研人员提供全面的技术指导和*的行业应用范例。
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| 關於作者： |
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北京五一视界数字孪生科技股份有限公司（51WORLD）是一家数字孪生平台公司。公司以原创的全要素场景（AES）作为核心技术，融合物理模拟、工业仿真、人工智能、云计算及地理信息等技术进行持续的创新，帮助全球政府及企业进行新一轮数字化升级，并引领数字孪生成为新型基础设施。
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| 目錄：
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第一部分 概述篇
第1章 汽车自动驾驶仿真测试发展概述 002
1.1 引言 002
1.2 汽车自动驾驶仿真测试的发展历程 005
1.2.1 自动驾驶技术的发展历程 005
1.2.2 自动驾驶仿真的发展历程 007
1.3 自动驾驶仿真测试的基本概念和关键技术 009
1.3.1 高精地图 009
1.3.2 静态环境模块 010
1.3.3 动态场景模块 010
1.3.4 传感器模块 011
1.3.5 动力学模块 012
1.3.6 数据管理模块和大规模并行计算 012
1.4 汽车自动驾驶仿真测试面临的主要挑战 013
1.4.1 自动驾驶仿真测试的验证与精度 013
1.4.2 所有相关的物理现象的考虑和真实场景的泛化 014
1.4.3 仿真测试的评价 015
1.5 小结 016
参考文献 017
第2章 汽车自动驾驶仿真测试体系 019
2.1 引言 019
2.2 汽车自动驾驶仿真测试系统架构 021
2.2.1 仿真测试需求 022
2.2.2 仿真测试平台 023
2.3 汽车自动驾驶仿真测试的关键技术 026
2.3.1 汽车行驶环境模拟技术 027
2.3.2 环境传感器建模技术 029
2.3.3 车辆动力学建模技术 029
2.3.4 一体化模拟仿真技术 030
2.4 小结 030
参考文献 031
第二部分 技术篇
第3章 三维环境建模与可视化技术 033
3.1 引言 033
3.2 计算机图形学发展历程及其在仿真测试中的应用 033
3.3 三维环境建模方法 037
3.4 大场景真实感三维环境渲染 040
3.5 虚拟与混合现实技术的应用 047
3.6 小结 050
参考文献 051
第4章 高精地图与定位传感器建模技术 052
4.1 引言 052
4.1.1 功能1：地图匹配 053
4.1.2 功能2：辅助环境感知 054
4.1.3 功能3：路径规划 054
4.2 高精地图概述与数据特征 055
4.2.1 高精地图与传统电子地图的差异 055
4.2.2 高精地图数据存储 056
4.2.3 高精地图数据格式 056
4.2.4 高精地图数据采集和制作 058
4.3 定位传感器建模与仿真 059
4.3.1 GNSS传感器建模与仿真 059
4.3.2 IMU传感器建模与仿真 060
4.3.3 视觉传感器建模与仿真 061
4.4 高精地图与定位传感器建模在自动驾驶 仿真测试中的应用与评价 061
4.4.1 基于建模软件构建场景 061
4.4.2 基于已经完成的游戏搭建场景 062
4.4.3 基于增强现实方法构建场景 062
4.4.4 基于高精地图生成场景 062
4.5 小结 063
参考文献 064
第5章 车辆动力学与驾驶模型仿真技术 066
5.1 引言 066
5.2 车辆动力学建模与仿真 067
5.3 车辆驾驶员模型与控制系统建模 070
5.4 小结 072
参考文献 073
第6章 环境感知传感器仿真模型搭建技术 074
6.1 引言 074
6.2 视觉传感器建模与标定 075
6.3 光学雷达建模与标定 080
6.4 毫米波雷达建模与标定 083
6.5 多传感器信息融合模型 085
6.6 车路协同感知与通信建模 087
6.7 小结 089
参考文献 090
第7章 交通环境仿真模型搭建技术 091
7.1 引言 091
7.2 交通流仿真技术概述 092
7.3 微观交通流仿真与自动驾驶 092
7.4 微观交通流仿真软件 095
7.4.1 SUMO 095
7.4.2 TESS NG 095
7.4.3 VISSIM 096
7.4.4 Cube Dynasim 096
7.4.5 Dynameq 097
7.4.6 DTALite 098
7.5 微观交通仿真建模内容 099
7.6 小结 102
参考文献 102
第8章 自动驾驶场景库的构建 105
8.1 引言 105
8.2 自动驾驶场景库研究现状 105
8.2.1 国外研究现状 105
8.2.2 国内研究现状 106
8.3 自动驾驶场景库构建技术 108
8.3.1 相关定义 108
8.3.2 场景库的构建 109
8.4 场景描述标准 114
8.4.1 OpenDRIVE 114
8.4.2 OpenSCENARIO 114
8.4.3 OpenCRG 115
8.5 小结 115
参考文献 116
第9章 分布式计算与自动化测试技术 117
9.1 引言 117
9.2 分布式计算与存储 118
9.3 异构计算 123
9.4 仿真测试云架构 124
9.5 小结 128
参考文献 128
第10章 汽车自动驾驶测试仿真技术 129
10.1 引言 129
10.2 场景数据处理平台 130
10.3 软件在环 132
10.3.1 车辆动力学模型 133
10.3.2 传感器模型 133
10.3.3 环境交通模型 133
10.4 硬件在环 134
10.5 车辆在环 136
10.6 平行测试 138
10.7 驾驶员在环 140
10.8 仿真工具链 142
10.8.1 入口层 142
10.8.2 服务层 142
10.8.3 平台层 143
10.9 仿真测试实施规范 143
10.9.1 仿真测试需求分析阶段 144
10.9.2 仿真测试对象分析阶段 144
10.9.3 仿真测试方案设计阶段 145
10.9.4 仿真测试方案实施阶段 146
10.9.5 仿真测试结果评价阶段 146
10.10 小结 146
参考文献 146
第11章 数字孪生技术在自动驾驶测试中的应用 148
11.1 引言 148
11.2 案例背景及基本情况 149
11.2.1 自动驾驶测试的行业刚需 149
11.2.2 数字孪生技术更适合汽车自动驾驶的测试 151
11.3 系统框架 153
11.3.1 自动驾驶测试的数字孪生系统总体框架 153
11.3.2 数字孪生测试原理 155
11.4 案例特点 156
11.4.1 测试场景广，速度快且成本低 156
11.4.2 实现虚实映射，分层测试评价 157
11.5 实施步骤 158
11.5.1 数字孪生子系统 159
11.5.2 数字孪生测试评价管理子系统 163
11.6 案例成效和意义 164
11.6.1 积累关键技术研发的无形资产 164
11.6.2 保证车辆安全上路 165
11.7 数字孪生产业发展现状 165
11.8 数字孪生应用存在的挑战 166
11.9 小结 167
参考文献 168
第三部分 行业篇
第12章 汽车仿真测试行业标准与应用 170
12.1 引言 170
12.2 仿真测试行业国际标准 171
12.3 仿真测试行业国内标准 176
12.4 小结 178
参考文献 179
第13章 汽车自动驾驶仿真测试平台简介 180
13.1 引言 180
13.2 场景仿真软件 182
13.2.1 VTD 182
13.2.2 Prescan 184
13.2.3 Cognata 186
13.2.4 rFpro 187
13.2.5 Metamoto 187
13.2.6 Panosim 188
13.2.7 Sim-One 188
13.2.8 CARLA 190
13.2.9 AirSim 191
13.3 交通流仿真软件 191
13.4 传感器仿真软件公司 192
13.4.1 RightHook 192
13.4.2 MonoDrive 193
13.5 车辆动力学仿真软件 194
13.5.1 CarSim 194
13.5.2 CarMaker 195
13.5.3 AVL 196
13.5.4 Simpack 196
13.5.5 TESIS DYNAware 196
13.6 硬件在环仿真平台 197
13.6.1 美国国家仪器公司NI 197
13.6.2 dSPACE 198
13.7 小结 198
参考文献 198
第14章 智能网联汽车测试与研究机构介绍 200
14.1 引言 200
14.2 智能网联汽车测试与研究机构分类 201
14.2.1 国家级智能网联汽车检测中心 201
14.2.2 智能网联测试与研究科技创新公司 202
14.3 智能网联汽车测试与研究机构介绍 202
14.3.1 国家级智能网联汽车质量监督检验中心 202
14.3.2 智能网联测试与研究科技创新公司 211
14.4 小结 220
参考文献 221
第四部分 趋势篇
第15章 汽车自动驾驶仿真测试评价所面临的挑战与展望 223
15.1 引言 223
15.2 仿真测试评价技术的机遇与挑战 224
15.3 仿真测试相关法规标准亟待完善 226
15.4 人才培养的挑战与展望 227
15.5 产业链发展的挑战与机遇 229
15.6 小结 230
参考文献 231
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| 內容試閱：
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近些年来，汽车技术取得了长足进步，各国汽车企业都在研发上付出了更多努力来适应汽车行业发展变革的步伐。自动驾驶软件开发和自动驾驶系统与整车验证、集成技术很大程度上都依托于计算机仿真技术的支撑。对于汽车制造与研发企业而言，仿真测试技术贯穿汽车自动驾驶系统研发的全周期。目前，国内外汽车自动驾驶仿真测试规范标准正处于建立的窗口期，其仿真模型与数据格式各异，中国在参与标准化制定过程中只有坚持走科技创新自主之路才能适应中国交通道路特色与中国驾驶员驾驶行为习惯。汽车产品的竞争最终是技术的竞争，更是研发理念、方法和工具的竞争。随着技术的快速迭代，汽车研发设计人员或高校、科研院所的研究人员需要随时通过自学的方式来拓展自己的知识范围。因此，一本能提供详细的技术指导和行业应用范例的蓝皮书显得十分必要。
一个完整的自动驾驶仿真软件从逻辑上包括物理建模、环境模拟及数值仿真等诸多模块，每个模块都有一些急需解决的关键问题。本书分为四个部分：第一部分是概述篇，对汽车自动驾驶仿真测试技术的发展情况、测试体系和关键技术进行了概述；第二部分是技术篇，共九章，分别对该领域核心关键技术进行了拆解介绍，并从数字孪生的角度详细阐述了自动驾驶仿真测试技术的应用案例；第三部分是行业篇，主要从汽车仿真测试行业标准与应用、仿真测试平台和智能网联汽车测试与研究机构等角度进行了详细介绍；第四部分是趋势篇，对自动驾驶汽车仿真测试评价所面临的挑战和机遇进行了全面的展望。
本书涉及范围较广，我们有幸邀请到汽车与交通行业的多位专家、学者分别撰写了对应章节的内容，从多维视角去介绍与解读汽车自动驾驶仿真测试技术与应用。
在此感谢这些专家、学者，没有他们的辛勤付出，就无法顺利完成本书。
此外，也感谢对本书进行审校、专业讨论和做其他辅助性工作的所有人员。
最后，我们希望本书的读者都能喜欢这本蓝皮书，并希望能对其在相关领域的研究有所裨益。
2020年8月7日
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