智能网联汽车感知系统装调与故障诊断-教案 项目二任务2：选用视觉传感器（教师手册）

任务2.2选用视觉传感器-教师手册智能网联汽车传感器应用技术EISA(Guangzhou)IntelligentTechnologyCo.,Ltd.1、一体化教学设计授课教师：授课班级：学时数：授课日期：一体化教学场所：教学目标能力目标知识目标素质目标1.能掌握视觉传感器的技术参数。1.通过课程讲解了解车载摄像头的选用标准；2.通过课程讲解了解图像传感器的性能要求；3.通过课程讲解了解车载摄像头车规级性能要求。1.专心听课认真记录笔记；2.积极参与讨论；3.个人积极回答问题；4.养成良好的课后复习习惯；5.课后翻阅相关资料加深对课程的了解。教学重点1.视觉传感器的技术参数；2.车载摄像头的选用标准；3.图像传感器的性能要求；4.车载摄像头车规级性能要求。教学准备1.选用视觉传感器课件；2.选用视觉传感器学生手册；3.选用视觉传感器学生工作页。教学活动1.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解视觉传感器的技术参数；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解车载摄像头的选用标准；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解图像传感器的性能要求；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解车载摄像头车规级性能要求；5.通过完成工作页方式，让学生们加深对视觉传感器选用标准和性能要求的了解。课后作业教学体会一体化教学实施教学流程教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配（min）教学引入提问：大家都知道有哪些因素会影响视觉传感器的性能吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解视觉传感器的技术参数；2.了解车载摄像头的选用标准；3.了解图像传感器的性能要求；4.了解车载摄像头车规级性能要求。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备选用视觉传感器课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解视觉传感器的技术参数；2.了解车载摄像头的选用标准；3.了解图像传感器的性能要求；4.了解车载摄像头车规级性能要求。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结视觉传感器的选用标准及性能要求。提问启发引导多媒体课件讲解回答问题2.完成个别理论工作页。5任务考核及答案3.1判断题3.1.1有效焦距的大小决定视场角的大小。（√）3.1.2有效焦距是指镜头最后一枚镜片（尾镜片）到焦平面的距离。（×）3.1.3拍摄距离越远，景深越大。（√）3.1.4畸变会影响像的清晰度。（×）3.1.5带有具备校正能力芯片的镜头，它的光学畸变等于TV畸变。（×）3.1.6相对照度不仅和光学系统本身有关,也与所使用的感光片有关。（√）3.1.7F值越大，光通量越大。（×）3.1.8芯片尺寸是指感光区域对角线距离。（√）3.1.9摄像头的信噪比越高，干扰噪点对画面的影响就越大。（×）3.1.10车载摄像头一般选用CMOS图像传感器。（√）3.2不定项选择题3.2.1（C）是光学系统成像亮度指标。A.有效焦距B.视场角C.相对孔径D.相对照度3.2.2对于一般的成像光学系统来说，相对孔径在（A）范围内属于合适范围。A.F2.0-3.2B.F3.0-3.2C.F2.4-3.7D.F3.0-3.83.2.3在使用（BCD）的广角端时，最容易出现桶形失真现象。A.标准镜头B.广角镜头C.鱼眼镜头D.变焦镜头3.2.4（C）用来衡量镜头的通光量。A.相对照度B.相对孔径C.光阑系数D.光学调制传递函数3.2.5（C）是决定摄像头图像清晰度的一个关键因素。A.光阑系数B.信噪比C.像素D.感光度3.2.6（B）的数值越高，传感器记录的光信息就越多。A.信噪比B.感光度C.灵敏度D.焦距3.2.7芯片尺寸的大小由（CD）大小决定。A.焦距B.单像素尺寸C.像素D.分辨率3.2.8信噪比分为亮度信噪比和色度信噪比（BC）摄像头可以实现泊车辅助功能。A.音度信噪比B.亮度信噪比C.色度信噪比D.电压信噪比3.2.9玻塑混合镜片制作成镜头应用的领域有（BCD）。A.扫面仪B.车载镜头C.安防D.高端手机3.2.10车载摄像头有效运行的动态范围应该达到（D）。A.75dBB.85dBC.104dBD.140dB3.3问答题3.3.1车载摄像头大多数采用哪种材质的镜头？为什么？答：车载镜头大多采用玻璃镜片。塑料镜头成本低和工艺难度都较低，适合大批量生产。但受限于本身材质，塑料镜片在透光率、折射率、色散等性能比玻璃镜片差，无法满足车规级要求。而玻璃镜片性能更，可以满足车规级要求。3.3.2车载摄像头一般选用哪种图像传感器？为什么？答：CMOS图像传感器；一般市场上的图像传感器分为：CCD（电荷耦合）和CMOS（金属氧化物）两种。前一种的优点是成像层次好，清晰度及色彩还原系数高，但其存在价格昂贵，功耗和芯片片体积大等缺点。随着CMOS技术的迅猛发展，CMOS成像的效果越来越好，具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。而车载摄像头的功能诉求为收集数据，对图像的要求并非很高。因此车载摄像头一般选用CMOS图像传感器。3.3.3在哪些情况下对图像传感器的高动态范围的要求较高？答：（1）车辆从黑暗的隧道中出来进入阳光下；（2）夜间在低光照条件下靠近车辆的行人；（3）朝着阳光行驶时；（4）在夜间行驶时，迎面而来的车辆发出的光线使图像传感器失效。3.3.4为什么用于识别交通信号灯、公交站牌灯的车载摄像头中的图像传感器需要具备LED闪频抑制技术？答：LED灯在闪烁时，人的肉眼无法识别，但快门时间更短的图像传感器可以，因此一旦摄像头曝光时间过短，就会出现曝光时间与LED开启时间错位的情况，导致信息缺失或错误。3.3.5简述车载摄像头车规级性能要求。答：（1）耐高温：需在-40℃~85℃范围内都能正常工作，且能适应温度的剧烈变化。（2）抗震：车辆在不太平坦的路面行驶会产生较强的震动，因此必须能抗各种强度的震动。（3）低噪点：在光线较暗时能有效抑制噪点，特别是要求侧视和后视摄像头即使在晚上也能清楚的捕捉影像。（4）防磁：车辆启动时会产生极高的电磁脉冲，需要极高的防磁性能。（5）防水：车载摄像头密封要非常严实，满足在雨水中浸泡数日仍可正常使用。（6）使用寿命：使用寿命与车辆寿命