
本书围绕纯视觉自动驾驶技术的前沿发展,逐层深入,探讨技术背景、应用细节及未来趋势。具体而言,书中首先介绍了高精地图与无图模式的概念、演变过程以及它们在自动驾驶中的核心应用。随后,书中详细讲解了视觉传感器的选型与校准、目标检测与跟踪技术、全景建模与环境理解的基本原理。在此基础上,本书沿着自动驾驶技术的开发路线,重点阐述了数据采集与管理、算法模型训练、感知软件开发、场景开发及测试流程的优化。书中还围绕行为理解与世界模型的构建、自动化矢量地图的构建方法,以及环境重建的基本方法展开,强调这些技术在实际应用中的重要性和相互关联性。此外,书中提供了相关工具和实际案例介绍,帮助读者将理论知识转化为实践能力。最后,书中展望了纯视觉自动驾驶技术的未来发展趋势,探讨当前技术面临的挑战以及需要解决的问题。
本书适合对自动驾驶技术及相关领域感兴趣的读者,无论是开发者、研究人员、设计师,还是刚刚入门的学生均能从书中获益。同时,对于具备相关知识背景的行业从业者,本书也提供了深入学习和实践的有力支持。
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前言
第1章 从高精地图到无图模式的自动驾驶技术演变
1.1 地图的魔力:自动驾驶的起点
1.1.1 昔日辉煌:自动驾驶的有图时代
1.1.2 双刃剑的舞动:高精地图的弊端
1.2 从依赖到独立:无图模式的挑战
1.2.1 背景驱动:从地图依赖到无图探索
1.2.2 核心支撑:实现无图的关键技术
1.2.3 产业观察:无图方案的发展现状
1.2.4 隐忧与瓶颈:落地过程中的主要挑战
1.2.5 新机与潜能:无图方案的应用前景
第2章 洞悉自动驾驶之眼:摄像头的妙用与精调
2.1 视觉传感器的种类与原理
2.1.1 单目摄像头:最基础的视觉感知
2.1.2 双目与多目摄像头:立体视觉的实现
2.1.3 全景摄像头:360°无死角的视界
2.2 视觉传感器的安装与布局
2.2.1 合理的传感器布局策略
2.2.2 传感器视角的优化与覆盖
2.3 视觉传感器的校准技术
2.3.1 外参校准:确定传感器的相对位置
2.3.2 内参校准:提升摄像头的感知精度
2.4 让摄像头看得更清楚:数据优化的秘密
2.4.1 除去“噪声”的图像清理术
2.4.2 多只“眼睛”的协作:视角合成与融合
2.4.3 鸟瞰图:为车装上“上帝视角”
2.5 未来的摄像头:更聪明、更强大
2.5.1 分辨率越高越好吗
2.5.2 “自我学习”的摄像头
2.5.3 AI赋能的“超级视角”
第3章 目标检测与目标跟踪
3.1 感知任务中的基础与关键角色
3.1.1 核心功能:从视觉输入到目标与轨迹的构建
3.1.2 价值与意义:安全驾驶的基石与鲁棒性的保障
3.2 目标检测:理解道路与参与者
3.2.1 道路与规则要素:车道线、路缘、交通标志与信号灯
3.2.2 交通参与者:车辆、行人、骑行体
3.2.3 异常与低频目标:施工设施、落物、动物等
3.3 目标跟踪:稳定的时序感知
3.3.1 从检测到轨迹:多目标跟踪与轨迹生成
3.3.2 稳定性挑战:遮挡恢复、身份一致性与轨迹管理
3.3.3 实时性挑战:视觉目标跟踪的效率与算力优化
3.4 方法进展与融合方向
3.4.1 模型演进:大模型驱动的感知范式
3.4.2 感知与规划的衔接:端到端与一体化趋势
第4章 全景建模与环境理解
4.1 占用网络:开启环境理解的新视野
4.1.1 从二维视角到全局感知
4.1.2 感知赋能:占用网络在智能感知中的角色
4.2 数据生成:构建智能的“基础原料”
4.2.1 数据采集:真值构建的核心材料
4.2.2 数据生成流程揭秘:数据的“炼金术”
4.2.3 精度指标:如何衡量我们的模型性能?
4.3 模型进化:智能理解的“多样化路径”
4.3.1 占用网络模型:三维特征表达的多样性
4.3.2 轻量化与稀疏化方案:实现高效推理的秘诀
4.3.3 自监督学习方案:模型自主学习的探索之旅
第5章 行为理解与预测:自动驾驶的演绎推理
5.1 像人类驾驶人一样思考
5.1.1 人类驾驶人的核心能力
5.1.2 自动驾驶如何具备推理能力
5.2 理解环境中的交通参与者:行为预测
5.2.1 感知与规划的桥梁:预测算法
5.2.2 从历史中学习:时空信息建模
5.2.3 行为预测的前景与挑战
5.3 场景理解
5.3.1 从感知到理解:场景解析的背景
5.3.2 方法与路径:当前场景理解技术
5.3.3 迈向未来:场景理解的机遇与挑战
5.4 推演未来:世界模型
5.4.1 自动驾驶中的世界模型
5.4.2 生成式AI:如何创造未来世界
5.4.3 自动驾驶中的世界模型
第6章 自动化矢量地图构建
6.1 驶向无图时代:感知矢量构图的崛起
6.1.1 感知为先:无图时代的重要性
6.1.2 赋能应用:无图感知的实践场景
6.1.3 技术沉淀:传统高精地图的发展
6.1.4 轻量化演进:局部高精矢量地图
6.2 技术引擎:揭开主流矢量构建框架的面纱
6.2.1 端到端理念:矢量构图网络概述
6.2.2 核心方案:主流端到端框架解析
6.2.3 多元探索:其他框架的矢量构建方法
6.3 如何给局部矢量构图网络“打分”
6.3.1 数据基础:常用数据集
6.3.2 评测体系:核心评价指标
6.3.3 对比分析:常见基准的表现
6.3.4 细分评测:含中心线基准的表现
6.4 未来探索:挑战与机遇的交汇点
6.4.1 难题解码:局部矢量地图构建的挑战
6.4.2 未来之光:局部矢量构图的机遇探索
第7章 驾驶仿真与模型重建渲染
7.1 驾驶仿真:从虚拟到现实的旅程
7.1.1 机器人与仿真:萌芽于虚拟的技术
7.1.2 自动驾驶仿真器:幕后英雄的功能与设计
7.1.3 Sim2Real:虚拟驾驶如何加速真实上路
7.2 三维重建:为自动驾驶“重现”世界
7.2.1 传统建模:手工的数字场景复刻
7.2.2 自动化三维重建:看懂三维世界的算法
7.2.3 智能重建:基于深度学习构建环境
7.3 新视角合成渲染:赋予驾驶场景新的生命
7.3.1 NeRF与3DGS:重塑视野的双剑
7.3.2 未来展望:重建渲染的无限可能
第8章 当前挑战和未来展望
8.1 目前自动驾驶中的“路障”:问题与挑战
8.1.1 简单与复杂:纯视觉技术不能解决的情况
8.1.2 有限与无限:训练数据不足和硬件成本的限制
8.1.3 矛盾与统一:不同制度和政策带来的问题
8.2 自动驾驶的“突破之道”:解决方案与协作策略
8.2.1 硬件与软件的突破:提升视觉系统的适应性和精确度
8.2.2 数据支持与成本控制:丰富模型训练数据并降低自动驾驶系统成本
8.2.3 协调与引导:推动制度与政策的规范化建设
8.3 未来自动驾驶的“蓝图”:愿景与创新发展
参考文献
封底
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