黨的二十大報(bào)告指出： 教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，這三大戰(zhàn)略共同服務(wù)于創(chuàng)新型國(guó)家的建設(shè)。高等教育與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密相連，對(duì)促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)、助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、增進(jìn)人民福祉具有重要意義。

近年來(lái)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的商業(yè)價(jià)值不斷提高，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能駕駛與智慧座艙受到了越來(lái)越多消費(fèi)者的關(guān)注和歡迎。在這一大背景下，自動(dòng)駕駛技術(shù)不可避免地成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心技術(shù)，逐漸成為主機(jī)廠與各級(jí)經(jīng)銷商希望掌握的核心技術(shù)。而作為行業(yè)的佼佼者百度也開(kāi)源了Apollo源碼，涵蓋了自動(dòng)駕駛的感知、融合、預(yù)測(cè)、決策、規(guī)劃與控制的全棧算法，受到了自動(dòng)駕駛算法行業(yè)從業(yè)人員的熱烈歡迎。然而，Apollo開(kāi)源代碼缺少注釋和相關(guān)理論知識(shí)的講解，在閱讀
和理解時(shí)會(huì)遇到不少問(wèn)題。這樣的問(wèn)題，不僅對(duì)該領(lǐng)域的算法工程師造成了困惑，同時(shí)也使高等
院校的廣大師生缺乏教學(xué)與學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。

筆者從2013年接觸雷達(dá)，掌握了雷達(dá)信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。
隨后在2016年開(kāi)始接觸汽車行業(yè)的高級(jí)輔助駕駛（ADAS），先后在公司擔(dān)任了總工、技術(shù)負(fù)責(zé)人、研發(fā)總監(jiān)等職務(wù)，不僅接觸了各類傳感器，例如毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭，也對(duì)各種傳感器的工作原理與開(kāi)發(fā)過(guò)程有了深刻的理解和認(rèn)知，直接在一線帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)了各種ADAS功能的落地，涉及了各種不同的計(jì)算平臺(tái)，積累了豐富的自動(dòng)駕駛?cè)珬Ｋ惴ǖ拈_(kāi)發(fā)與移植經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，筆者通過(guò)與各大主機(jī)廠的接觸，對(duì)目前行業(yè)的痛點(diǎn)與解決方案的可行性與落地的可操作性有了更為深入的理解和判斷。

為此，本書(shū)的重點(diǎn)主要是講解Lattice算法的基本流程、基礎(chǔ)理論、核心模塊（如橫縱向軌跡生成與碰撞檢測(cè)）的翔實(shí)分析與相關(guān)代碼的逐行解析，不僅可以幫助行業(yè)的規(guī)劃算法工程師更好、更深刻地理解Lattice的核心理論與模塊實(shí)現(xiàn)，也可以為高等院校的廣大師生提供不錯(cuò)的教學(xué)資源或教材。與此同時(shí)，筆者
在本書(shū)的撰寫(xiě)過(guò)程中，查閱了大量的資料，對(duì)Lattice算法的理解與認(rèn)知也更為深刻，收獲良多。

本書(shū)主要內(nèi)容

第1章介紹Lattice算法的背景、基本思想與本書(shū)的主要框架。

第2章介紹Frenet坐標(biāo)系與Cartesian坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，并對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)程詳盡地進(jìn)行了推導(dǎo)與證明。

第3章介紹參考線的離散化與計(jì)算過(guò)程，以及如何根據(jù)參考線確定自車當(dāng)前位置的參考點(diǎn)。

第4章介紹障礙物的描述，以及靜態(tài)障礙物與動(dòng)態(tài)障礙物S�睺圖的構(gòu)建方法。

第5章介紹Lattice算法中縱向運(yùn)動(dòng)軌跡的生成，根據(jù)不同的場(chǎng)景，例如定速巡航場(chǎng)景、有停止點(diǎn)的場(chǎng)景和有障礙物的場(chǎng)景等，
如何
選擇4次多項(xiàng)式和5次多項(xiàng)式，構(gòu)造車輛的縱向運(yùn)動(dòng)軌跡生成模型。

第6章介紹Lattice算法中橫向運(yùn)動(dòng)軌跡的生成，與縱向運(yùn)動(dòng)軌跡生成不同的是，本章主要介紹了5次多項(xiàng)式和OSQP兩種模型的構(gòu)建方法。

第7章介紹如何根據(jù)不同的場(chǎng)景構(gòu)建縱向參考速度，并對(duì)各條橫縱向軌跡進(jìn)行cost的計(jì)算與排序。

第8章介紹橫縱向軌跡合成與合成后軌跡點(diǎn)的Frenet坐標(biāo)向Cartesian坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，并對(duì)各條軌跡進(jìn)行基于AABB的粗式碰撞檢測(cè)與基于OBB的細(xì)式碰撞檢測(cè)。

閱讀建議

本書(shū)是一本兼顧Lattice算法的理論性與實(shí)戰(zhàn)性的書(shū)籍，既包含Lattice算法中涉及的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又有配套的代碼示例與注釋，包括詳細(xì)的理論分析，實(shí)操性強(qiáng)。由于Lattice算法理論性和實(shí)操性較強(qiáng)，內(nèi)容較多，所以本書(shū)對(duì)Lattice算法涉及的基本理論、方法與概念講解得較為詳細(xì)，包括公式推導(dǎo)、理論分析及代碼示例。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都配有源碼解析，力求精簡(jiǎn)，在輕松掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)對(duì)代碼的實(shí)操部分可快速進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)。

建議讀者先根據(jù)Apollo 6.0或8.0的官方安裝手冊(cè)，搭建好開(kāi)發(fā)環(huán)境。

本書(shū)配套資源

素材（源碼）等資源： 掃描目錄上方的二維碼下載。

視頻等資源： 掃描封底的文泉云盤防盜碼，再掃描書(shū)中相應(yīng)章節(jié)的二維碼，可以在線學(xué)習(xí)。

致謝

非常感謝我的母親及妻女，在我寫(xiě)作的過(guò)程中承擔(dān)了繁重的家務(wù)勞動(dòng)，使我可以全身心地投入寫(xiě)作工作中。

由于時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免存在不妥之處，敬請(qǐng)讀者見(jiàn)諒，并提寶貴意見(jiàn)。

樊勝利
2024年3月