智能網(wǎng)聯(lián)汽車感知系統(tǒng)裝調(diào)與故障診斷-教案 項(xiàng)目六任務(wù)2：IMUGNSS組合導(dǎo)航（教師手冊(cè)）

任務(wù)6.2IMU/GNSS組合導(dǎo)航-教師手冊(cè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)EISA(Guangzhou)IntelligentTechnologyCo.,Ltd.1、一體化教學(xué)設(shè)計(jì)授課教師：授課班級(jí)：學(xué)時(shí)數(shù)：授課日期：一體化教學(xué)場(chǎng)所：教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.能掌握組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；2.能掌握組合導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)；3.能掌握組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能；4.能掌握慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定義；5.能掌握慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成；6.能掌握慣性導(dǎo)航的優(yōu)缺點(diǎn)。1.通過(guò)課程講解了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)與其它導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)比；2.通過(guò)課程講解了解GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)；3.通過(guò)課程講解了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；4.通過(guò)課程講解了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的作用；5.通過(guò)課程講解了解組合導(dǎo)航在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用。1.專心聽課認(rèn)真記錄筆記；2.積極參與討論；3.個(gè)人積極回答問(wèn)題；4.養(yǎng)成良好的課后復(fù)習(xí)習(xí)慣；5.課后翻閱相關(guān)資料加深對(duì)課程的了解。教學(xué)重點(diǎn)1.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；2.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能；3.組合導(dǎo)航系統(tǒng)與其它導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)比；4.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成及應(yīng)用；5.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)。教學(xué)準(zhǔn)備1.IMU/GNSS組合導(dǎo)航課件；2.IMU/GNSS組合導(dǎo)航學(xué)生手冊(cè)；3.IMU/GNSS組合導(dǎo)航學(xué)生工作頁(yè)。教學(xué)活動(dòng)1.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；2.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能；3.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們知道組合導(dǎo)航系統(tǒng)與其它導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)比；4.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們知道慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、分類及應(yīng)用；5.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)；6.通過(guò)多媒體課件中圖片和課程講解讓學(xué)生們了解組合導(dǎo)航在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用；7.通過(guò)完成工作頁(yè)方式，讓學(xué)生們加深對(duì)定位系統(tǒng)的了解。課后作業(yè)教學(xué)體會(huì)一體化教學(xué)實(shí)施教學(xué)流程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分配（min）教學(xué)引入提問(wèn)：大家都知道導(dǎo)航是通過(guò)衛(wèi)星定位的，那當(dāng)汽車進(jìn)入隧道時(shí)，車輛又靠什么東西來(lái)維持定位的準(zhǔn)確性呢？課前提問(wèn)多媒體課件分組討論2教學(xué)告知1.了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；2.了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能；3.了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、分類及應(yīng)用；4.了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)。講授多媒體課件示范教學(xué)課前預(yù)習(xí)3教學(xué)準(zhǔn)備認(rèn)識(shí)視覺(jué)傳感器課件。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)5教學(xué)實(shí)施1.了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類；2.了解組合導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能；3.了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、分類及應(yīng)用；4.了解慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)。講授多媒體課件講解課前預(yù)習(xí)分組討論75教學(xué)總結(jié)1.導(dǎo)航的發(fā)展從以前的觀星到、司南、指南針再到四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2.導(dǎo)航系統(tǒng)的分類，組成及應(yīng)用。提問(wèn)啟發(fā)引導(dǎo)多媒體課件講解回答問(wèn)題完成個(gè)別理論工作頁(yè)。5任務(wù)考核及答案3.1判斷題3.1.1慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以看成是IMU與軟件的結(jié)合。（√）3.1.2組合導(dǎo)航系統(tǒng)是利用多種信息源，互相補(bǔ)充，構(gòu)成一種有多維度和導(dǎo)航準(zhǔn)確度更高的多功能系統(tǒng)。（√）3.1.3常見的組合導(dǎo)航有4種。（×）3.1.4組合導(dǎo)航系統(tǒng)有協(xié)合超越和互補(bǔ)兩種功能。（×）3.1.5慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）是一種利用慣性傳感器測(cè)量載體的角速度信息，并結(jié)合給定的初始條件實(shí)時(shí)推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。（√）3.1.6慣性導(dǎo)航系統(tǒng)一般采用加速度傳感器和陀螺儀傳感器來(lái)測(cè)量載體參數(shù)。（√）3.1.7慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。（√）3.1.8捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是將陀螺儀和加速度等慣性元件通過(guò)萬(wàn)向支架角運(yùn)動(dòng)隔離系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)載體固定聯(lián)接的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。（×）3.2不定項(xiàng)選擇題3.2.1GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)由（ABCD）組成。A.GPSB.電子羅盤C.里程計(jì)D.導(dǎo)航計(jì)算機(jī)3.2.2慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要由（ABC）等組成。A.慣性測(cè)量裝置B.計(jì)算機(jī)C.控制顯示器D.IMU3.2.3在無(wú)人駕駛系統(tǒng)中，GPS的更新頻率一般為（B）。A.5HzB.10HzC.20HzD.100Hz3.2.4下列屬于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)的是（ABD）。故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾影響可全天候在全球任何地點(diǎn)工作能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低D.數(shù)據(jù)更新率高，短期精度和穩(wěn)定性好3.2.5下列（ABD）情境下車輛會(huì)出現(xiàn)GPS信號(hào)丟失、導(dǎo)航失靈的現(xiàn)象。A.經(jīng)過(guò)隧道B.密林小路C.沿海公路D.高樓林立的窄道3.2.6慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以看成是（B）與軟件的結(jié)合。A.加速度傳感器B.IMUC.陀螺儀D.GPS3.3問(wèn)答題3.3.1簡(jiǎn)述組合導(dǎo)航系統(tǒng)的分類。答：1、GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合；2、北斗與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合；3、雙差分GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)組合。3.3.2簡(jiǎn)述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理。答：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。其基本工作原理是以牛頓力學(xué)定律為基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)量載體在慣性參考系的加速度、角加速度，將它對(duì)時(shí)間進(jìn)行一次積分，求得運(yùn)動(dòng)載體的速度、角速度，之后進(jìn)行二次積分求得運(yùn)動(dòng)載體的位置信息，然后將其變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系，得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置信息等。INS原理是一種推算定位方式，基于車輛當(dāng)前位置，并通過(guò)慣性導(dǎo)航測(cè)量單元（IMU），測(cè)得車輛當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)方向和速度，推算出下一時(shí)刻自身所處的位置。3.3.3簡(jiǎn)述平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)。答：平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是將陀螺儀和加速度等慣性元件通過(guò)萬(wàn)向支架角運(yùn)動(dòng)隔離系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)載體固定聯(lián)接的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。根據(jù)建立的坐標(biāo)系不同，又分為空間穩(wěn)定和本地水平兩種工作方式。1、空間穩(wěn)定平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的臺(tái)體相對(duì)慣性空間穩(wěn)定，用以建立慣性坐標(biāo)系。地球自轉(zhuǎn)、重力加速度等影響由計(jì)算機(jī)加以補(bǔ)償。這種系統(tǒng)多用于運(yùn)載火箭的主動(dòng)段和一些航天器上。2、本地水平平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)是臺(tái)體的兩個(gè)加速度計(jì)輸入軸所構(gòu)成的基準(zhǔn)平面能夠始終跟蹤飛行器所在點(diǎn)的水平面（利用加速度計(jì)與陀螺儀組成舒拉回路來(lái)保證），因此加速度計(jì)不受重力加速度的影響。這種系統(tǒng)多用于沿地球表面作等速運(yùn)動(dòng)的飛行器