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出版者:机械工业出版社

作者:许行宇

出品人:

页数:156

译者:

出版时间:2004-5

价格:15.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787111139416

丛书系列:

图书标签:

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领航未来：智能科技赋能的汽车电子系统深度解析 书籍简介： 《领航未来：智能科技赋能的汽车电子系统深度解析》并非聚焦于某一特定车型的维修或操作手册，而是一部全面、深入探讨当代汽车电子系统架构、核心技术原理及其未来发展趋势的专业著作。本书旨在为汽车工程师、电子技术研发人员、专业技师以及对汽车智能化有浓厚兴趣的读者提供一个系统性的知识框架，使其能够深刻理解“软件定义汽车”时代下，电子电气架构（EEA）如何重塑汽车的性能、安全与用户体验。 本书共分七大部分，结构严谨，内容涵盖了从基础理论到前沿应用的完整链条。 --- 第一部分：汽车电子电气架构的演进与重构 本部分首先回顾了传统分布式电子控制单元（ECU）架构的局限性，着重分析了向域控制器（Domain Controller）和中央计算单元（Central Computing Unit, CCU）转变的驱动因素——主要是功能安全需求、OTA升级能力以及海量数据处理的需求。 1.1 传统架构的瓶颈： 详细剖析了基于CAN/LIN总线的分布式系统的带宽限制、布线复杂性、冗余设计难度以及软件集成成本高昂的问题。 1.2 域控化趋势的必然性： 阐述了如何通过将传统分散的功能（如动力总成、自动驾驶、车身控制等）整合到高性能计算平台，实现软件的标准化和模块化。重点介绍了面向服务的架构（SOA）在汽车EEA中的初步应用。 1.3 中央计算平台的设计哲学： 深入探讨了“类数据中心”的中央计算平台的硬件选型（如高性能SoC、FPGA的使用）、分区策略（Safety Island与Compute Island的隔离）以及跨域通信协议（如车载以太网）的引入。 --- 第二部分：车载高带宽通信与网络安全 随着传感器数量的激增和高清信息娱乐系统的普及，汽车内部数据传输速率的需求呈几何级增长。本部分聚焦于支撑智能汽车运行的“神经网络”。 2.1 车载以太网技术（Automotive Ethernet）： 详细解析了100BASE-T1、1000BASE-T1等标准在汽车中的应用，包括其物理层优势、拓扑结构设计以及如何满足严格的车载电磁兼容性（EMC）要求。 2.2 确定性网络（Time-Sensitive Networking, TSN）： 这是实现域控间和域控内实时、可靠通信的关键技术。本书详细解读了TSN在流量调度（如时间触发整形）、帧注入和同步机制（如IEEE 802.1AS）上的具体实现，确保了自动驾驶决策的低延迟和高可预测性。 2.3 网络安全纵深防御体系： 鉴于软件更新和远程诊断的普及，网络安全已成为核心议题。本章详述了从硬件信任根（RoT）、安全启动流程、到传输层加密（SecOC）以及入侵检测系统（IDS）在车载网络中的部署策略。 --- 第三部分：高级驾驶辅助系统（ADAS）的传感器融合与感知决策 本部分是关于智能汽车“眼睛”和“大脑”的核心内容，重点在于如何将多源异构的传感器数据转化为可执行的驾驶指令。 3.1 传感器技术栈的深度分析： 不仅停留在对毫米波雷达（MMW）、激光雷达（LiDAR）和高清摄像头的原理介绍，更深入探讨了它们的优势互补、在恶劣天气下的表现差异，以及数据同步采集的时序要求。 3.2 多传感器数据融合算法： 详细介绍了基于卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter, EKF）和粒子滤波（Particle Filter）的低层级（Early Fusion）与高层级（Late Fusion）融合方法。重点讨论了如何利用深度学习模型进行特征级别的融合，以提高对复杂场景的鲁棒性。 3.3 定位与高精地图（HD Map）： 解析了基于GNSS/IMU组合导航的定位精度提升方法，以及如何利用激光雷达点云数据与预存的高精地图进行实时匹配（Localization），实现厘米级精确定位。 --- 第四部分：自动驾驶的规划、控制与执行 感知数据输入后，系统必须做出安全、平顺的驾驶决策。 4.1 路径规划的层次化设计： 区分了全局路径规划（基于矢量地图）和局部行为规划（如换道、超车逻辑）。详细介绍了基于概率路线图（PRM）和快速搜索随机树（RRT）的路径搜索算法，以及如何将其融入到实时决策系统中。 4.2 运动控制的精确实现： 重点讲解了模型预测控制（MPC）在汽车横向和纵向控制中的应用。MPC如何利用车辆动力学模型，在考虑执行器约束和未来视野的情况下，实时优化控制输入，实现平稳过渡的加减速和转向。 4.3 线控技术（By-Wire System）的安全集成： 探讨了线控转向（SbW）和线控制动（BbW）系统中的冗余设计和故障切换机制，这是实现L3及以上自动驾驶功能的基础安全屏障。 --- 第五部分：车载信息娱乐（IVI）与人机交互（HMI）的革新 智能汽车的体验核心在于人与机器的交互质量。 5.1 软件定义座舱的开发框架： 介绍了QNX、Android Automotive OS等主流操作系统在车载环境下的定制化需求，特别是在资源调度、安全隔离和图形渲染性能上的优化。 5.2 自然语言处理（NLP）与多模态交互： 超越简单的语音识别，深入分析了上下文理解、多轮对话管理技术在车载场景中的落地。同时，讨论了眼神追踪、手势识别等非语音交互方式的集成。 5.3 虚拟化技术在座舱中的应用： 如何通过Hypervisor技术，在同一块中央计算芯片上安全地运行高安全等级的驾驶辅助系统（Linux/AUTOSAR）和高灵活度的信息娱乐系统（Android/iOS），实现软硬件资源的有效隔离与共享。 --- 第六部分：功能安全、信息安全与合规性标准 系统复杂性增加，对安全性和可靠性的要求也达到了前所未有的高度。 6.1 ISO 26262 标准的实践应用： 详细解读了从概念阶段到产品生命周期结束，如何进行危害分析与风险评估（HARA），确定汽车安全完整性等级（ASIL），以及如何设计满足ASIL D要求的硬件冗余和软件诊断机制。 6.2 信息安全标准（ISO/SAE 21434）： 针对汽车网络安全，阐述了从威胁分析与风险评估（TARA）到渗透测试、安全生命周期管理的全过程要求。 6.3 功能安全与信息安全的交叉： 探讨了如何平衡实时性（安全）与连接性（信息安全）之间的矛盾，例如在OTA更新过程中如何确保代码的真实性与系统的即时可用性。 --- 第七部分：软件定义汽车（SDV）的未来趋势 本书的最后部分展望了下一代汽车电子系统的发展方向。 7.1 跨域融合与中央计算的终极形态： 预测了从域控向FSD（Full Stack Domain）乃至完全单域或集中式计算的过渡路径，以及由此对芯片架构带来的变革。 7.2 持续集成/持续部署（CI/CD）与空中下载（OTA）： 论述了如何构建面向汽车的DevOps流程，实现安全、可靠、高频次的软件迭代能力，以及对车辆价值链的重塑。 7.3 边缘计算与云计算的协同： 分析了车载平台如何作为数据采集终端，与云端平台（用于模型训练、仿真验证和远程诊断）形成闭环反馈系统，驱动汽车能力的持续进化。 本书内容基于当前汽车行业最前沿的技术规范和工程实践，是理解智能汽车核心技术体系的必备参考书。

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