智能網(wǎng)聯(lián)汽車 3-3 認(rèn)知車輛導(dǎo)航系統(tǒng) 教案

課題任務(wù)三認(rèn)知車輛導(dǎo)航系統(tǒng)課時(shí)1課型新課學(xué)科智能網(wǎng)聯(lián)汽車教師學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.能描述導(dǎo)航系統(tǒng)的作用。2.能說(shuō)出車輛導(dǎo)航系統(tǒng)組成。3.能闡述導(dǎo)航系統(tǒng)的要求。4.能說(shuō)明我國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)與高精地圖、高精度定位的融合。素質(zhì)目標(biāo)：1.通過(guò)學(xué)習(xí)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，樹立創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)全面發(fā)展。2.通過(guò)學(xué)習(xí)我國(guó)我國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)與高精地圖、高精度定位的融合，引導(dǎo)學(xué)生樹立大局意識(shí)、核心意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)1.掌握描述導(dǎo)航系統(tǒng)的作用2.掌握車輛導(dǎo)航系統(tǒng)組成教學(xué)難點(diǎn)掌握車輛導(dǎo)航系統(tǒng)組成教學(xué)方法講授法教學(xué)資源教學(xué)視頻、PPT教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容一、導(dǎo)入觀看視頻，初步了解車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。播放視頻：車輛導(dǎo)航系統(tǒng)二、教學(xué)過(guò)程同學(xué)們，通過(guò)視頻，我們可以知道車輛導(dǎo)航系統(tǒng)是涉及衛(wèi)星技術(shù)、DR圖像采集、GIS或電子地圖技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、顯示技術(shù)、接口技術(shù)和應(yīng)用軟件技術(shù)等領(lǐng)域,是通信與信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、車輛自動(dòng)定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。那么，車輛導(dǎo)航系統(tǒng)包括哪些？提問(wèn)1：車輛導(dǎo)航系統(tǒng)由哪些組成？明確1：安裝在車輛上的導(dǎo)航定位器、慣性導(dǎo)航裝置、無(wú)線電導(dǎo)航裝置、衛(wèi)星導(dǎo)航定位器、GPS/DR/GIS集成導(dǎo)航定位儀,以及電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)或GIS信息地圖。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)置衛(wèi)星天線，用于接收由環(huán)繞地球的定位衛(wèi)星中至少三顆發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合存儲(chǔ)在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中的電子地圖，通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)確定的位置坐標(biāo)與此相匹配，進(jìn)行確定汽車在電子地圖中的準(zhǔn)確位置，從而得到最佳的駕駛方向、前方道路以及各類興趣點(diǎn)信息。提問(wèn)2：導(dǎo)航系統(tǒng)的要求有哪些？明確2：1.定位系統(tǒng)2.地圖信息3.路徑規(guī)劃算法未來(lái)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航系統(tǒng),將能夠充分利用日益完善和持續(xù)發(fā)展的車載傳感器、智能交通設(shè)施、衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及云技術(shù)等,對(duì)由自車感知、無(wú)線通信等方式獲取的信息進(jìn)行融合和分析,充分地理解環(huán)境、駕駛?cè)艘鈭D和車輛狀態(tài),實(shí)現(xiàn)更加安全、智能、舒適的全局路徑規(guī)劃,并能有效協(xié)作自動(dòng)駕駛系統(tǒng)理解和認(rèn)識(shí)環(huán)境,輔助駕駛?cè)嘶騾f(xié)同自動(dòng)駕駛系統(tǒng)完成車輛預(yù)定的任務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的導(dǎo)航系統(tǒng)在高精度地圖、高精度定位的基礎(chǔ)上,充分利用高精度地圖提供的靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)道路信息,以及利用車載傳感器獲取的動(dòng)態(tài)信息,通過(guò)更加智能、精確、豐富信息的路徑規(guī)劃算法,為自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)提供道路指引提問(wèn)3：通常采用的組合導(dǎo)航有哪些？明確3：衛(wèi)星導(dǎo)航與無(wú)線電導(dǎo)航的組合；多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的組合；衛(wèi)星導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航與地理信息系統(tǒng)的組合等。1.GNSS和INS的組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)缺陷：一是衛(wèi)星接收機(jī)若受到建筑物阻擋或在地下隨道中，不能有效接收位置信息；二是對(duì)于126km/h的車速，行駛距離達(dá)3.5m），不能滿足車輛的實(shí)時(shí)定位要求，自主式自動(dòng)駕駛要求數(shù)據(jù)刷新的時(shí)間間隔不能大于10ms（對(duì)于126km/h的車速，10ms行駛距離為0.35m）。2.GNSS、INS及高精度地圖的組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)⑴百度Apollo2.0的多傳感器融合定位自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)將包括具有高分辨率圖像和像素級(jí)別標(biāo)注的RGB視頻，具有場(chǎng)景級(jí)語(yǔ)義分割的密集三維點(diǎn)云、基于雙目立體視覺(jué)的視頻和全景圖像。⑵四維圖新的組合導(dǎo)航定位通過(guò)融合高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)（HD-GNSS）、航位推算引擎定位（DREngine）、高精度地圖定位（MAPFusion）三種模塊，依托融合算法，發(fā)揮不同定位模塊在不同場(chǎng)景的優(yōu)勢(shì)，使結(jié)果相互冗余，保證在各種環(huán)境下連續(xù)輸出高質(zhì)量定位結(jié)果。⑶高精度衛(wèi)星定位通過(guò)載波相位差分技術(shù)RTK、地基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)解算平臺(tái)，可以每天連續(xù)24小時(shí)在全國(guó)范圍播發(fā)厘米級(jí)高精度差分定位結(jié)果。⑷航位推算引擎定位航位推算引擎定位可以使系統(tǒng)在峽谷、隧道、城市遮擋嚴(yán)重等場(chǎng)景下，依然可以保證高精度定位結(jié)果輸出的連續(xù)性，整合慣性導(dǎo)航IMU、車身里程計(jì)，結(jié)合車身CAN總線數(shù)據(jù)中的輪速、航向等信息，可有效降低車身位置的誤差發(fā)散。3.高精度衛(wèi)星定位高精度地圖定位通過(guò)數(shù)據(jù)中定位圖層的參考對(duì)象，與感知