智能交通與無人駕駛

第1章智慧交通概述001
1.1智慧交通的概念和特點001
1.2智慧交通系統的體系架構002
1.2.1ITS的基本功能002
1.2.2ITS的組成003
1.2.3我國ITS體系框架004
1.3智慧交通的發展與進步005
1.3.1智慧交通發展概況005
1.3.2智慧交通的關鍵技術006
1.3.3智慧交通發展重點任務009

第2章智慧交通指揮系統012
2.1智慧交通指揮系統概述012
2.1.1系統總體架構012
2.1.2系統硬體架構012
2.1.3系統軟體架構014
2.1.4系統的功能015
2.2應用實例——廣州市智慧交通管理指揮系統016
2.2.1系統結構016
2.2.2GZ-ITMS中GIS-T的關鍵技術018
2.2.3GIS-T的高層應用019
2.3智慧交通信號控制系統020
2.3.1智慧交通信號控制系統概述020
2.3.2基於RFID的交通信號燈智慧控制系統022
2.3.3基於CAN匯流排的智慧交通控制系統027
2.4智慧交通視頻監控031
2.4.1智慧交通視頻監控概述031
2.4.2分散式智慧交通視頻系統033
2.4.3智慧監控卡口系統035
2.5交通誘導系統038
2.5.1交通誘導系統概述038
2.5.2基於車路協同的智慧交通誘導系統039
2.5.3基於綜合交通誘導的智慧公共交通資訊服務系統041
2.5.4天津市智慧交通誘導系統047
2.6闖紅燈抓拍系統050
2.6.1闖紅燈抓拍系統概述050
2.6.2闖紅燈抓拍系統框架052
2.6.3服務端子系統053
2.6.4用戶端子系統060
2.6.5車牌號提取061

第3章出行者資訊服務系統062
3.1出行者資訊服務系統概述062
3.1.1出行者資訊服務系統的特點062
3.1.2出行者資訊服務系統構成063
3.1.3出行者資訊服務系統關鍵技術064
3.1.4出行資訊及資訊服務系統分類065
3.1.5出行資訊發佈的技術策略067
3.1.6出行資訊發佈的方式068
3.2出行者資訊服務系統設計開發069
3.2.1系統需求分析069
3.2.2系統開發相關技術071
3.2.3總體設計072
3.2.4系統功能模組設計073
3.2.5系統資料庫設計074
3.2.6系統實現075
3.3出行者資訊服務系統應用實例078
3.3.1基於Android終端的公眾出行交通資訊服務系統078
3.3.2面向出行者的綜合資訊服務系統082
3.3.3面向出行者的遼寧省交通資訊系統090
3.3.4江西永武高速公路西海服務區出行者交通資訊服務系統094

第4章智慧城市公共交通系統097
4.1先進的公共交通系統097
4.1.1先進的公共交通系統體系結構098
4.1.2先進的公共交通系統應用的典型技術099
4.1.3智慧化調度系統100
4.2城市智慧公共交通系統應用實例105
4.2.1基於GPRS的智慧公交管理系統105
4.2.2基於ARM的智慧公交系統109
4.2.3基於物聯網的上海智慧公共交通系統113
4.2.4智慧公共交通物聯網管控終端120

第5章智慧高速公路系統126
5.1智慧高速公路系統概述126
5.1.1高速公路的智慧化126
5.1.2智慧高速公路的發展128
5.1.3交通大資料在智慧高速公路中的應用130
5.2高速公路入口匝道控制132
5.2.1入口匝道控制的作用與條件133
5.2.2匝道控制的分類134
5.2.3入口匝道控制的發展趨勢136
5.3高速公路區間車速與車流監控系統137
5.3.1高速公路區間測速系統137
5.3.2高速公路區間車流密度監測系統142
5.4高速公路安全預警系統148
5.4.1高速公路災害成因149
5.4.2高速公路災害安全預警對策151
5.4.3基於車聯網的高速公路安全預警系統需求分析153
5.4.4基於車聯網的高速公路安全預警系統的基本框架157
5.4.5系統的工作方式與工作內容157
5.5高速公路應急管理系統159
5.5.1高速公路應急管理概述159
5.5.2資訊採集系統161
5.5.3決策支援系統163
5.5.4交通控制及應急救援系統167
5.5.5資訊發佈系統169
5.5.6事故評價系統170
5.5.7應急聯動指揮系統171
5.6高速公路電子智慧收費系統（ETC）及應用173
5.6.1ETC的特點與效益173
5.6.2ETC的構成及工作流程174
5.6.3ETC的應用175

第6章車載導航系統177
6.1車載導航系統概述177
6.1.1車載導航系統硬體組成模組與基本功能177
6.1.2車載導航系統應用概況178
6.1.3全球定位系統（GPS）179
6.1.4車載作業系統平臺181
6.1.5車載系統的發展趨勢182
6.2應用實例——基於車聯網的車載終端GPS導航系統183
6.2.1基於車聯網的車載終端總體結構183
6.2.2開發平臺主控單元184
6.2.3GPS定位模組電路187
6.2.4通信、語音及顯示電路189
6.2.5基於車聯網的GPS導航軟體總體流程193

第7章汽車無人駕駛技術199
7.1無人駕駛汽車概述199
7.1.1無人駕駛汽車的概念與工作原理199
7.1.2無人駕駛汽車的發展歷程與前景201
7.1.3無人駕駛的核心技術205
7.1.4車聯網對無人駕駛汽車的影響206
7.1.5無人駕駛汽車的設計206
7.2無人駕駛汽車的道路環境資訊提取技術208
7.2.1基於機器視覺的環境資訊提取技術208
7.2.2基於車載雷射雷達的環境資訊提取技術216
7.3無人駕駛汽車GPS導航技術217
7.3.1車輛導航技術概述217
7.3.2應用導航技術的無人駕駛汽車220
7.3.3無人駕駛汽車GPS導航系統221
7.4無人駕駛汽車動態障礙物避撞系統225
7.4.1無人駕駛汽車平臺體系結構225
7.4.2無人駕駛汽車動態障礙物避撞關鍵問題228
7.4.3動態障礙物避撞方法229
7.5無人駕駛汽車電子穩定控制系統230
7.5.1系統組成和工作原理230
7.5.2系統設計232
7.5.3實車驗證234

參考文獻236

交通是經濟和社會發展的重要基礎產業，是經濟社會發展過程中的人流、資金流、資訊流和物流的最主要的載體。

智慧交通系統（ITS）是在較完善的基礎設施之上將先進的資訊技術、資料通信傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術以及電腦處理技術等有效地集成運用於整個交通運輸管理體系，從而建立起的一種在大範圍、全方位發揮作用的即時、準確、高效的綜合運輸和管理系統。ITS使得交通系統中三大主體“人、車、路”的相互作用關係以新的方式呈現。ITS的提出和大力發展能夠提高道路使用效率，大幅降低汽車能耗，使交通堵塞減少、短途運輸效率提高、現有道路的通行能力提高。實踐證明，ITS是解決目前因經濟發展所帶來的交通問題的理想方案。

智慧交通涉及先進的物聯網、大資料、雲計算、人工智慧、感測器、資料通信、電子控制、運籌學、自動控制等資訊與控制技術。智慧交通技術的出現導致交通工程專業知識體系產生重大改變，這對相關技術人員提出了新的課題。

本書在收集整理國內智慧交通最新理論成果及應用實例的基礎上，系統介紹了智慧交通技術及應用。

全書共7章。第1章是智慧交通概述。第2～7章分別介紹智慧交通的主要分支：智慧交通指揮系統、出行者資訊服務系統、智慧城市公共交通系統、智慧高速公路系統、車載導航系統、汽車人駕駛技術。

本書的讀者主要是交通行業專業技術人員及大專院校車輛工程、交通工程、機械、自動化相關專業的師生。

感謝江西工程學院簡翔成老師的支持。

廣東工業大學機電學院碩士研究生王巍、翟少春、沈文軒、林榮珍、郭敬恩、肖威、羅序平等參與了部分工作，在此致謝。

編著者