智能网联汽车感知系统装调与故障诊断-教案 项目四 认识与应用毫米波雷达

、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.能掌握毫米波雷达的组成；2.能掌握毫米波雷达的工作原理。1.通过课程讲解了解毫米波雷达的基本概念；2.通过课程讲解了解毫米波雷达的类型及其在自动驾驶中的应用；3.通过课程讲解毫米波雷达的系统组成及其工作原理；4.通过课程讲解了解毫米波雷达存在的优缺点。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.毫米波雷达的概念；2.毫米波的类型；3.毫米波雷达的构成；4.毫米波雷达的应用；5.毫米波雷达的优缺点。教学准备1.认识毫米波雷达课件；2.认识毫米波雷达学生手册；3.认识毫米波雷达学生工作页。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毫米波雷达的基本概念；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的类型及其在自动驾驶中的应用；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的系统组成及其工作原理；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道毫米波雷达存在的优缺点；5.通过完成工作页方式，让学生们加深对毫米波雷达的了解。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：除了通信这方面外，毫米波还应用到哪些领域呢？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解毫米波雷达的概念；2.了解毫米波的类型；3.了解毫米波雷达的构成；4.了解毫米波雷达的应用；5.了解毫米波雷达的优缺点。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备认识毫米波雷达课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解毫米波雷达的概念；2.了解毫米波的类型；3.了解毫米波雷达的构成；4.了解毫米波雷达的应用；5.了解毫米波雷达的优缺点。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结认识毫米波雷达课件。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毫米波雷达主要有脉冲式毫米波雷达和调频式连续毫米波雷达两大类型。（√）3.1.2毫米波雷达是ADAS辅助驾驶功能的核心部件。（√）3.1.324GHz毫米波雷达具备更高的识别精度、更高的信噪比以及更强的穿透能力。（×）3.1.4毫米波雷达只能测量距离、速度以及方位角等信息。（√）3.1.577GHz雷达主要实现近距离探测，24GHz雷达系统可以实现中距离和远距离探测。（×）3.1.6控制电路是毫米波雷达最核心的硬件部分。（×）3.1.724GHz毫米波雷达又名角雷达，主要安装在车辆侧方，测距范围达60米。（×）3.1.8毫米波雷达具备测速、测距、测角、全天候工作的能力。（√）3.2不定项选择题3.2.1毫米波雷达的毫米波波长在（B）波段。A.1mm~5mmB.1mm~10mmC.1mm~15mmD.1mm~20mm3.2.2毫米波雷达波长频率在（C）。A.10GHz~200GHzB.20GHz~300GHzC.30GHz~300GHzD.30GHz~400GHz3.2.3常见的毫米波雷达分为（AC）。A.24GHz毫米波雷达B.30GHz毫米波雷达C.77GHz毫米波雷达D.300GHz毫米波雷达3.2.4毫米波雷达在汽车中应用功能有（ABCD）。A.换道辅助功能B.盲区检测功能C.开门预警功能D.倒车预警功能3.2.5毫米波雷达主要由（ABCD）构成。A.天线B.射频组件C.信号处理模块D.控制电路3.3问答题3.3.1简述调频连续波毫米波雷达工作原理。答：调频连续波毫米波雷达是通过对连续波进行频率调制，根据发射信号和回波信号的时间差、频率差和相位差来获取目标信息的一种雷达体制。3.3.2简述毫米波雷达的构成。答：毫米波雷达主要由天线、射频组件、信号处理模块以及控制电路等构成，其中天线和射频组件是最核心的硬件部分。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.能掌握毫米波雷达具体技术参数；2.能掌握毫米波雷达的传感器芯片技术。1.通过课程讲解了解毫米波雷达的技术参数；2.通过课程讲解了解毫米波雷达传感器芯片的技术参数和指标；3.通过课程讲解毫米波雷达的选用标准；4.通过课程讲解了解毫米波雷达在自动驾驶应用中的性能要求。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.毫米波雷达的技术参数；2.毫米波雷达传感器芯片的技术参数和指标；3.毫米波雷达的选用标准；4.毫米波雷达在自动驾驶应用中的性能要求。教学准备1.选用毫米波雷达课件；2.选用毫米波雷达学生手册；3.选用毫米波雷达学生工作页。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毫米波雷达的技术参数；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达传感器芯片的技术参数和指标；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的选用标准；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道毫米波雷达在自动驾驶应用中的性能要求；5.通过完成工作页方式，让学生们加深对毫米波雷达的了解。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：除了通信这方面外，毫米波还应用到哪些领域呢？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解毫米波雷达的技术参数；2.了解毫米波雷达传感器芯片的技术参数和指标；3.了解毫米波雷达的选用标准；4.了解毫米波雷达在自动驾驶应用中的性能要求。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备选用毫米波雷达课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解毫米波雷达的技术参数；2.了解毫米波雷达传感器芯片的技术参数和指标；3.了解毫米波雷达的选用标准；4.了解毫米波雷达在自动驾驶应用中的性能要求。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结选用毫米波雷达课件。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最大测量目标数指毫米波雷达在探测过程中可同时探测目标的最大数目。（√）3.1.2毫米波雷达扫描扇形角度通常是和探测距离成正比例，探测距离越远，角度越大。（×）3.1.3最大探测距离、水平扇形角度和垂直仰角这三个技术参数，直接决定了毫米波雷达的整体探测范围。（√）3.1.4常见的车载毫米波雷达有前向毫米波雷达和后向毫米波雷达两种。（×）3.1.5信号接收器越多，最大探测目标数越大。（√）3.1.6毫米波雷达的角度分辨率为2°，那它可以区分在空间上相距2.5°的两个物体。（×）3.1.7在变道辅助场景中，毫米波雷达在车辆上的布局分为1长2后和1长4短两种。（√）3.1.8距离分辨率指距离方向分辨两个目标的能力。（√）3.2不定项选择题3.2.1（ABCD）技术参数直接决定毫米波雷达的测量精确值。A.最大探测目标数B.探测距离C.水平视场角D.垂直视场角3.2.2CMOS工艺雷达需要（A）颗芯片。A.1B.2~5C.7~8D.93.2.3测量分辨率包括（AC）。A.距离分辨率B.速度分辨率C.角度分辨率D.角度分辨率3.2.4毫米波雷达水平视场角为（），垂直视场角为（B）。A.4.5°，20°B.20°，4.5°C.40°，9°D.9°，40°3.2.5在紧急制动应用场景中，对毫米波雷达（ACD）要求较高。A.最小探测距离B.角度测量精度C.距离测量精度D.灵敏性3.3问答题3.3.1简述变道辅助系统（LCA）中，毫米波雷达的选用标准。答：总体来说变道辅助场景要求毫米波雷达的水平扫描角度要尽量大，速度测量精度和角度测量精度要尽量高。测量距离和垂直仰角则要求不高。3.3.2简述毫米波雷达具体技术参数。答：毫米波雷达的选用主要根据其具体参数来选择，这些参数主要包括最大探测距离、视场角、测量分辨率、测量精度和最大探测目标数。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.能独立完成毫米波雷达的安装；2.能独立完成线路连接；3.能独立完成毫米波雷达的调试；4.能独立完成毫米波雷达的拆卸。1.通过课程讲解知道毫米波雷达拆装与调试使用的工具设备；2.通过课程讲解了解易来达毫米波雷达端口接口定义；3.通过课程讲解了解易来达毫米波雷达品质检测的方法；4.通过课程讲解了解易来达毫米波雷达品质检测；5.通过课程讲解掌握毫米波雷达的安装步骤及方法；6.通过课程讲解掌握线路连接步骤及方法；7.通过课程讲解掌握毫米波雷达的调试步骤及方法；8.通过课程讲解掌握毫米波雷达的拆卸步骤及方法。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.毫米波雷达端口接口定义；2.毫米波雷达的安装；3.毫米波雷达的调试；4.毫米波雷达的拆卸。教学准备1.拆装与调试毫米波雷达课件；2.拆装与调试毫米波雷达学生手册；3.拆装与调试毫米波雷达学生工作页。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毫米波雷达端口接口定义；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的安装步骤；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的调试步骤；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解毫米波雷达的拆卸步骤；5.通过完成工作页方式，让学生们加深了解毫米波雷达的拆装与调试。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：现在需要使用毫米波雷达来实现变道辅助功能。那在汽车上路前需要进行哪些操作？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解毫米波雷达端口接头定义；2.掌握毫米波雷达的安装步骤及方法；3.掌握线路连接步骤及方法；4.掌握毫米波雷达的调试步骤及方法；5.掌握毫米波雷达的拆卸步骤及方法。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备拆装与调试毫米波雷达课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解毫米波雷达端口接头定义；2.掌握毫米波雷达的安装步骤及方法；3.掌握线路连接步骤及方法；4.掌握毫米波雷达的调试步骤及方法；5.掌握毫米波雷达的拆卸步骤及方法。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结拆装与调试毫米波雷达课件。提问启发引导多媒体课件讲解回答问题完成个别理论工作页。5

任务考核及答案3.1易来达毫米波雷达端口接头认识活动实施工单3.1.1在下表中写出易来达毫米波雷达端口接头名称易来达毫米波雷达端口接头示意图序号名称19~36V电源线2地线3RCAN低信号4RCAN高信号5BCAN低信号6BCAN高信号7输出口18输出口23.2工具设备准备及检测的活动实施工单3.2.1在下表中写出下列设备的名称图片名称易来达毫米波雷达数字万用表CAN总线分析仪示波器直流可调电源3.2.2工具设备的检测工具设备的检测根据实际情况在“——”上填上正确答案毫米波雷达线束检测使用万用表电阻档测量毫米波线束每根线之间的电阻值，正常电阻值应为0.1Ω~2Ω之间。直流可调电源检测将数字万用表正负极表笔分别连接毫米波雷达线束端口正负极并将调节开关旋转至直流电压档，将毫米波雷达线束另一端正负极连接直流可调电源正负极，然后将直流可调电源调到12V，正常电压值应约12V。CAN总线分析仪电阻检测使用数字万用表电阻档测量CAN总线分析仪CAN1通道电阻值，电阻读数大约为120Ω。3.2.3使用毫米波雷达测试软件检测毫米波雷达使用毫米波雷达测试软件检测毫米波雷达根据实际情况在“——”上填上正确答案设备连接先将毫米波雷达与毫米波线束端口连接，然后将毫米波雷达线束中的BCANH线和BCANL线分别连接CAN总线分析仪CAN1通道的CANH接口和CANL接口，再将毫米波雷达线束中的电源线与接地线分别连接直流可调电源的正负极，最后将方口USB线一头连接到CAN总线分析仪背面接口上，另一头USB接口连接到笔记本电脑上并打开直流可调电源开关设置毫米波雷达的型号和高度运行电脑桌面的“RadarViewer”软件，单击页面左上角“EADAR”，然后单击“Installation”，如图所示。最后设置毫米波雷达的型号和高度设置CAN总线参数单击页面左上角“CAN”，然后单击“CanConfiguration”设置CAN总线参数。设置障碍物显示参数单击左上角“VIEW”，然后单击“Filter”，再勾选“COLOR”，设置障碍物显示参数。运行检测软件检测毫米波雷达单击“START”运行软件，如图15所示。雷达会自动检测前方障碍物，静止障碍物为绿色点，靠近雷达移动的障碍物为红点，远离雷达移动的障碍物为白点。3.3毫米波雷达安装的活动实施工单3.3.1毫米波雷达安装前准备工作的活动实施工单毫米波雷达安装前准备工作根据实际情况在“□”位置上打“√”根据实际情况在“——”上填上正确答案螺栓和工具的检查螺栓外观结构完整，表面有无破损、变形、裂痕、生锈是£否R螺栓螺纹有无滑丝或变形是£否R螺栓头有无损坏或变形是£否R螺栓垫片表面有无破损、变形、裂痕、生锈是£否R工具齐全，使用功能正常是R否£智能网联汽车传感与感知实训系统应用实训台检查应用实训台功能正常是R否£电源处于断开状态是R否£应用实训台滑动轮处于锁止状态是R否£3.3.2毫米波雷达安装的活动实施工单毫米波雷达的安装根据实际情况在“——”上填上正确答案预安装毫米波雷达在使用合适工具在应用实训台上预安装毫米波雷达（注意不能马上扭紧固定螺栓，还需要调整上仰角再紧固）调整毫米波雷达上仰角校准数字倾角仪（先打开数字倾角仪，底部贴紧智能网联汽车传感与感知实训系统应用实训台，然后按“ZERO”键校准数字倾角仪）调整毫米波雷达上仰角并紧固固定螺栓，将已经校准好的数字倾角仪紧贴毫米雷达，前向毫米波雷达俯仰角为2°，误差为±0.3°，然后再使用扭力扳手紧固固定螺栓（紧固扭力为5N·m）3.4毫米波雷达的调试软件调试状态说明根据实际情况在“——”上填上正确答案毫米波雷达状态CAN通信状态或毫米波雷达状态如果是未连接等状态错误，在状态后面会显示红色圆点，表示异常（可能是毫米波雷达线束插口未连接上）毫米波雷达状态连接毫米波雷达线速插口，CAN通信状态或毫米波状态如果没有错误，会显示绿色圆点，表示正常。毫米波雷达对应输出数据毫米波雷达对应的输出类型和标号（正前向是0号雷达）。单击“start”按钮，可以显示毫米波检测到的数据。数据会在表格列出，并且还会在左边黑色图上绘制相应的点表示，图上红色点