汽车智能传感器技术与应用 教案全套 邹海鑫 项目1-7 汽车智能传感器概述与实训平台- 综合实践

任务1.1汽车发展历史与智能网联汽车技术路线-教师手册智能网联汽车传感器应用技术、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：教学目标技能目标知识目标素质目标1.具备识别不同类型传感器及其特点的能力；2.具备识别不同主流感知方案的能力；1.了解汽车发展历史；2.了解智能网联汽车的技术链；3.了解智能网联汽车的技术路线；1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质；教学重点1.汽车发展历史；2.智能网联汽车（ICV）的技术链；3.智能网联汽车的技术路线；教学准备1.汽车发展历史与智能网联汽车技术路线课件；2.汽车发展历史与智能网联汽车技术路线学生手册；3.汽车发展历史与智能网联汽车技术路线学生工作页。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汽车发展历史；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解智能网联汽车的技术链；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解智能网联汽车的技术路线；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们具备识别不同类型传感器及其特点的能力；5.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们具备识别不同主流感知方案的能力。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：人类所有知识和技术进步都有前人的功劳，对于汽车究竟如何出现，如何发展，为何是当前的状态，值得我们思考和挖掘。请思考汽车的出现和发展给人类带来了什么样的影响？100年后的汽车会是什么样的呢？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解汽车发展历史；2.了解智能网联汽车的技术链；3.了解智能网联汽车的技术路线；4.掌握不同类型的传感器及其特点；5.掌握不同主流感知方案；讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备汽车发展历史与智能网联汽车技术路线讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解汽车发展历史；2.了解智能网联汽车的技术链；3.了解智能网联汽车的技术路线；4.掌握不同类型的传感器及其特点；5.掌握不同主流感知方案；讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结汽车发展历史与智能网联汽车技术路线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

任务考核及答案一、判断题1.传感器是一种检测装置，能够感知和采集外界的信息和环境变化。（✔️）2.在智能网联汽车中，传统传感器已全部被取代。（❌）3.世界上第一辆真正意义上的电动汽车出现在20世纪初。（❌）4.卡尔·本茨造出了全世界第一辆使用汽油内燃机的汽车，因此他被誉为“汽车之父”。（✔️）5.在我国，规定新能源汽车包括三类：纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）和氢燃料电池汽车（FCEV）。（❌）6.智能汽车指的就是自动驾驶汽车，因此不能实现自动驾驶功能的汽车就不叫智能汽车。（❌）7.全球第一款实现L3级水平的量产车是奥迪A8。（✔️）8.智能网联汽车是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、后台等）智能信息交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来完成操作的新一代汽车。（✔️）9.智能网联汽车的技术架构可以概括为“三横三纵”。（❌）10.特斯拉Model3采用的以视觉为主导的方案是目前智能网联汽车在技术路线上的最主流方案。（❌）二、不定项选择题1.卡尔·本茨制造的全世界第一辆使用汽油内燃机的汽车是一辆（B）。A.两轮汽车B.三轮汽车C.四轮汽车D.六轮骑车2.以下选项属于新能源汽车的是（ABC）。A.混合动力电动汽车（HEV）B.纯电动汽车（BEV）C.燃料电池电动汽车（FCEV）D.智能网联汽车（ICV）3.根据智能化程度的不同，自动驾驶汽车可以被分为（C）个等级。A.3B.4C.5D.64.L3级自动驾驶指的是（B）。A.部分自动驾驶 B.有条件自动驾驶 C.高度自动驾驶 D.完全自动驾驶5.智能汽车隶属于智能交通大系统，而智能网联汽车则属于（B）与（C）的交集。A.智能交通 B.智能汽车 C.车联网 D.车路协同6.从技术发展路径来看，智能汽车分为3个发展方向：（ACD）。A.网联式智能汽车（CV）B.感知式智能汽车（SV）C.自主式智能汽车（AV）D.智能网联汽车（ICV）7.智能网联汽车可划分为“三横两纵”式技术架构，其中“三横”指的是（ABD）。A.车辆关键技术B.信息交互关键技术C.基础设施关键技术D.基础支撑关键技术8.智能网联汽车“三横两纵”式技术架构中，车辆关键技术包括（ABCD）。A.环境感知技术B.智能决策技术C.控制执行技术D.系统设计技术9.目前，智能网联汽车在技术路线上的主流方案包括（AD）。A.以激光雷达为主导的方案B.以毫米波雷达为主导的方案C.以超声波雷达为主导的方案D.以视觉为主导的方案10.特斯拉最新款Model3和ModelY配备了8个（D）和12个（C）来实现辅助驾驶，是视觉方案的代表厂商。A.激光雷达B.毫米波雷达C.超声波雷达D.视觉传感器

三、问答题1.简述智能汽车的三种技术路径。答：从技术发展路径来看，智能汽车分为3个发展方向：网联式智能(connectedvehicle,CV):与附近车辆及路侧设施通信，非自主式自动驾驶。自主式智能(autonomousvehicle,AV)：采用车载传感器独立于其他车辆自动驾驶。及前二者的融合，即智能网联汽车(ICV)：结合了网联式和自主式智能汽车的优势。2.简述智能网联汽车“三横两纵”技术架构。答：“三横”是指智能网联汽车主要涉及的车辆、信息交互与基础支撑3个领域技术；“两纵”是指支撑智能网联汽车发展的车载平台及基础设施条件。3.简述智能网联汽车在技术路线上的两种主流方案。答：一种是以视觉为主导的方案（如特斯拉Model3），通过相机或摄像头进行环境的感知，可以用于对物体的识别和追踪及车辆的定位。另一种是以激光雷达（LightDetectionandRanging，LiDAR）为主导（如谷歌Waymo）的多传感器融合方案，通过激光雷达进行障碍物的检测，借助激光雷达扫描的点云和高精地图的匹配实现车辆的定位。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.具备识别不同类型传感器及其特点的能力；2.具备识别不同主流感知方案的能力。1.了解自动驾驶及环境感知技术；2.熟悉主流的环境感知方案；3.了解智能网联汽车传感器的发展趋势。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.智能网联汽车环境感知传感器；2.多传感器信息融合；3.主要环境感知技术；4.智能网联汽车传感器发展趋势。教学准备1.认识智能网联汽车环境感知技术课件；2.认识智能网联汽车环境感知技术学生手册；3.认识智能网联汽车环境感知技术学生工作页。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智能网联汽车环境感知传感器；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解多传感器信息融合；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解主要环境感知技术；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解智能网联汽车传感器发展趋势。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：大家都知道有哪些车企研发了自动驾驶产品吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解自动驾驶及环境感知技术；2.熟悉主流的环境感知方案；3.了解智能网联汽车传感器的发展趋势。4.掌握不同类型传感器及其特点；5.掌握不同主流感知方案。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备认识智能网联汽车环境感知技术课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解自动驾驶及环境感知技术；2.熟悉主流的环境感知方案；3.了解智能网联汽车传感器的发展趋势。4.掌握不同类型传感器及其特点；5.掌握不同主流感知方案。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结智能网联汽车环境感知技术及主流的环境感知方案。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任务考核及答案一、判断题1.智能网联汽车的环境感知传感器是区别于传统汽车最主要的表观特征。（✔️）2.激光雷达在自动驾驶车辆中有着不可或缺的作用。（❌）3.毫米波雷达的探测距离不如激光雷达远，但是其抗天气干扰的能力强。（❌）4.通过车载视觉传感器获取的环境图像信息，系统可以进行道路、交通标志以及车辆和行人的识别。（✔️）5.单一的传感器难以满足复杂行驶路况信息的采集，因此多传感器信息融合是环境感知技术发展的必由之路。（✔️）6.多传感器信息融合的方式分为前融合和后融合。（✔️）7.环境感知技术是智能网联汽车的关键技术，它通过安装在车辆上的传感器对道路、行人、车辆、信号灯、交通标志等因素进行识别。（✔️）8.智能网联汽车传感器发展趋势是集成化、智能化、网联化。（❌）二、不定项选择题1.智能汽车环境感知使用的传感器主要包括（ABCD）。A.视觉传感器B.超声波雷达C.毫米波雷达D.激光雷达2.前融合有（A）个感知算法。A.1B.2C.5D.63.目前智能汽车主流的环境感知方案主要有（AD）。A.视觉主导方案B.毫米波雷达主导方案C.超声波雷达主导方案D.激光雷达主导方案4.激光雷达的缺点包括（AC）。A.成本较高B.点云数据处理速度慢C.抗天气干扰能力弱D.无法对周围环境进行大范围扫描5.车载视觉传感器按照构成形式可分为（ABC）。A.单目摄像头B.双目摄像头C.全景摄像头D.长焦摄像头6.超声波雷达可以发射和接受（AB）频率的声波。A.48kHzB.58kHzC.48MHzD.58MHz7.相较后融合，前融合的优势在于（ABC）。A.整个感知架构的复杂度降低B.感知系统的稳健性提高C.处理速度提高（系统延迟降低）D.无效和无用的信息能够被完全过滤8.环境感知技术是指通过车载传感器对（ABCD）等因素进行识别。A.道路B.行人C.交通标志D.信号灯三、问答题1.实现多传感器前融合的要求有哪些？答：（1）软件算法需求：各个传感器数据采集方式和周期相对独立，后融合向前融合转化需要实现数据空间和时间同步，控制时间误差需要在1微秒以内，100m外的物体距离精度要在3cm以内，这样需要主机厂在算法端给各个传感器提供时间校准和空间标定的功能。（2）芯片算力需求：整车所有传感器原始数据都汇集到中央计算平台进行处理，对于AI芯片的算力提出更高的要求。（3）数据通信需求：一是车载的传感器如毫米波雷达、摄像头、激光雷达等来自于不同硬件厂商，因为产品接口与商业协议等等问题，有些传感器无法获得原始数据；二是车内通信带宽需升级来支持多传感器数据的并发。多传感器前融合是长周期目标，目前还属于智能驾驶发展初期，传感器本身硬件升级还有长足空间。多传感器发展路径会趋向冗余再融合，在传感器搭载数量和性能升级的基础上，逐渐实现多传感器融合。2.简要概括智能网联汽车传感器的发展趋势？1.集成化，微型化更进一步2.智能化，多功能化更显智能3.多传感器融合趋势保持4.软件与算法将起到关键核心作用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.能掌握故障诊断软件的使用方法。1.通过课程讲解了解智能汽车传感器与感知系统实训平台；1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质教学重点1.智能汽车传感器与感知系统实训平台整体结构；2.仿真模拟软件的功能；3.故障诊断台架及故障诊断软件；4.其他适合的硬件环境。教学准备1.本教材使用设备、工具及开发环境课件；2.本教材使用设备、工具及开发环境学生手册；3.本教材使用设备、工具及开发环境学生工作页。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智能汽车传感器与感知系统实训平台整体结构；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解仿真模拟软件的功能；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解故障诊断台架及故障诊断软件；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解其他适合的硬件环境；5.通过完成工作页方式，让学生们加深对本教材使用的设备、工具及开发环境的了解。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：大家都知道智能汽车传感与感知系统有哪些功能吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.智能汽车传感器与感知系统实训平台整体结构；2.仿真模拟软件的功能；3.故障诊断台架及故障诊断软件；4.其他适合的硬件环境。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备本教材使用设备、工具及开发环境课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解智能汽车传感器与感知系统实训平台整体结构；2.了解仿真模拟软件的功能；3.了解故障诊断台架及故障诊断软件；4.了解其他适合的硬件环境。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结本教材使用的设备、工具及开发环境。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

任务考核及答案一、判断题1.智能汽车传感器与感知系统实训平台配置了2个激光雷达。（❌）2.智能汽车传感器与感知系统实训平台配置了1个双目摄像头。（✔️）3.通过汽车传感器与感知系统实训平台上位机的专用软件“智能网联汽车三位数字化仿真教学”可以设置故障码和消除故障码。（✔️）二、不定项选择题1.智能汽车传感与感知系统配置了（A）个毫米波雷达。A.1B.2C.4D.82.智能汽车传感与感知系统配置了（D）个超声波雷达A.1B.2C.5D.83.“智能网联汽车三位数字化仿真教学”具有（AD）功能。A.设置故障码B.消除故障C.实时监控传感器状态D.消除故障码4.汽车传感器与感知系统实训平台的故障类型主要有（ACD）。A.电源正负极的断路B.电源正负极的断路C.信号线的断路D.信号线的短路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：教学目标技能目标知识目标素质目标1.了解视觉传感器历史；2.掌握视觉传感器基本概念及其成像原理；1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.视觉传感器发展历史；2.车载视觉传感器：CCD图像传感器、CMOS图像传感器；3.车载摄像头的结构。教学准备1.认识视觉传感器课件；2.认识视觉传感器学生手册；3.认识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发展历史；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解车载视觉传感器：CCD图像传感器、CMOS图像传感器；3.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结构。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：大家都知道有哪些领域会应用视觉传感器吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.视觉传感器发展历史；2.车载视觉传感器：CCD图像传感器、CMOS图像传感器；3.车载摄像头的结构。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备认识视觉传感器课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解视觉传感器发展历史；2.了解车载视觉传感器：CCD图像传感器、CMOS图像传感器；3.了解车载摄像头的结构。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概念、组成、类型工作流程、优缺点及应用。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

任务考核及答案一、判断题1.视觉传感器在智能网联汽车上的应用是以摄像头的形式出现。（✔️）2.小孔成像现象的发现是早期光学研究中揭示光的直线传播性的最重要的证据之一，也是后世照相、幻灯等技术诞生的物理基础。（✔️）3.胶卷是由美国柯达公司发明生产出来的，它实现了感光材料的一个飞跃。（✔️）4.图像传感器技术分为电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）两种。（✔️）5.CMOS传感器的成本比CDD传感器更高。（❌）6.车载摄像头的组成主要包括图像传感器、独立在线编程芯片、串行器、连接器以及算法。（❌）二、不定项选择题1.下列（ACD）属于视觉传感器的组成部分。A.镜头B.PCB板C.图像传感器D.图像处理器2.视觉传感器最核心的器件是（B）。A.镜头B.图像传感器C.模数转换器D.图像处理器3.利用物体本身各部位的温差及物体与背景间的温差来成像的摄像头是（D）。A.三目摄像头B.环视摄像头C.近红外夜视D.远红外热成像三、问答题1.概括CCD和CMOS图像传感器存在差异的主要四个方面。答：（1）成像过程。CCD与CMOS图像传感器光电转换的原理相同，它们最主要的差别在于信号的读出过程不同。（2）集成性。CCD集成度非常低，CMOS芯片集成度很高。（3）速度。CCD采用逐个光敏输出，速度较慢。CMOS有多个电荷-电压转换器和行列开关控制，读出速度快很多。（4）噪声。CCD技术发展较早，比较成熟，成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。2.简述车载摄像头的结构组成。答：车载摄像头的组成主要包括镜头组（光学镜片、滤光片和保护膜等）、图像传感器（以CMOS为主）、独立在线编程（In-SystemProgramming，ISP）芯片、串行器、连接器以及算法等。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.具备识别不同类型视觉传感器及其特点的能力，能对车载摄像头方案的优劣进行对比。1.掌握视觉传感器分类及其特点；2.熟悉视觉传感器的选用标准及车规级车载摄像头的性能要求。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.车载摄像头的类型；2.车载摄像头技术参数；3.车载摄像头的选用标准；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掌握车载摄像头的类型；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们熟悉车载摄像头技术参数；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们熟悉车载摄像头的选用标准；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们熟悉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.掌握车载摄像头的类型；2.熟悉车载摄像头技术参数；3.熟悉车载摄像头的选用标准；4.熟悉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.掌握车载摄像头的类型；2.熟悉车载摄像头技术参数；3.熟悉车载摄像头的选用标准；4.熟悉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-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。3.3.2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匹配，至少为8-10年才能满足需求。3.3.3前视摄像头对光学性能的要求有哪些？答：（1）持续稳定的聚焦特性和热补偿特性，能在不同温度工况下保持稳定性；（2）高通光特性，保证低照明条件下的良好成像效果；（3）清晰成像效果，能够有效捕捉和分辨物体细节；（4）杂光、鬼影控制，要能够改善车大灯等正面强光干扰。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：教学目标技能目标知识目标素质目标1.掌握拆装鱼眼摄像头的技能；1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质；教学重点1.鱼眼摄像头的安装与拆卸。教学准备1.拆装视觉传感器课件；2.拆装视觉传感器学生手册；3.拆装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拆装视觉传感器的准备工作；2.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安装步骤；5.通过完成工作页方式，让学生们掌握拆装鱼眼摄像头的技能。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：在智能网联汽车当中，视觉传感器就相当于人类的眼睛，那我们该如何对视觉传感器进行拆装与调试呢？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解拆装视觉传感器的准备工作；2.了解视觉传感器的安装步骤；3.掌握拆装鱼眼摄像头的技能。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.了解拆装视觉传感器的准备工作；2.了解视觉传感器的安装步骤；3.掌握拆装鱼眼摄像头的技能。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结1.视觉传感器的安装；2.视觉传感器的拆卸。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视觉传感器认识活动实施工单视觉传感器主要构造根据实际情况在“——”上填上正确答案视觉传感器1.全波镜头，超高清广角，对角150度2.180°鱼眼镜头3.2工具设备准备及检测的活动实施工单图片名称鱼眼摄像头支架USB扩展槽3.3视觉传感器安装的活动实施工单3.3.1视觉传感器安装前准备工作的活动实施工单视觉传感器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外观结构完整，表面有无破损、变形、裂痕、生锈是£否R8颗内六角螺栓螺纹无滑牙或变形是£否R8颗内六角螺栓内六角无损坏或变形是£否R工具箱一套，完整无缺是R否£摄像头及支架外观检查外观结构完整，表面有无凹痕、划痕、裂缝、变形、毛刺等问题；是£否R表面层有无起泡、龟裂、脱落是£否R镜头有无气泡、划痕、裂纹、污物等缺陷是£否R金属件有无锈蚀及其它机械损伤是£否RUSB接头有无损坏、变形或生锈是£否RUSB扩展槽外观检查外观结构完整，表面有无破损、变形、裂痕等问题是£否RUSB扩展槽连接处有无脏污及破损是£否RUSB接口处连接针脚应有无脱落，变形及损坏是£否R3.3.2视觉传感器安装的活动实施工单视觉传感器的安装根据实际情况在“——”上填上正确答案将摄像头安装到支架上1、将摄像头安装到支架上并拧紧固定螺栓，分两次拧紧，在安装过程中需要注意不要把镜头倒置，或碰到操作台，避免刮花镜头。2、镜头安装需要注意方向，USB数据线朝向台架下方。3、安装完成之后，镜头与固定支架成90°。依次完成4个的安装。将摄像头与支架安装到应用实训台上实训平台台架上方中心有4个孔位，分别对应实训平台的前后左右，把4个摄像头的USB数据线分别从4个孔位插入到台架里面；分别把摄像头与支架固定到前后左右的台架支架上；最后分两次将螺栓拧紧。把摄像头安装到应用实训台电脑上1、把4根鱼眼摄像头的USB数据线按顺序连接到USB扩展槽上；2、通过下一小节的调试确定4个摄像头的对应的位置；3、USB扩展槽的USB数据线连接到实训台计算机主机的USB接口上。1.一体化教学设计授课教师：授课班级：学时数：8授课日期：一体化教学场所：教学目标技能目标知识目标素质目标1.掌握调试和检诊鱼眼摄像头的技能。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.视觉传感器的调试；2.视觉传感器电源故障排除；3.整理清洁。教学准备1.视觉传感器的调试与简单排故课件；2.设备准备：智能网联汽车传感与感知实训系统应用实训台（下文简称应用实训台）、智能网联汽车传感与感知实训系统故障诊断台（下文简称故障诊断台）和应用实训台电源线等；3.工具及防护准备：数字万用表、无纺布、安全帽、绝缘垫、和工作手套等教学活动1.通过多媒体课件讲解，让学生们理解视觉传感器的调试；2.通过多媒体课件讲解，让学生们掌握视觉传感器的故障诊断与处理的基本流程；3.通过视频教学讲解、实操演示和学生动手实操，让学生们掌握视觉传感器故障诊断的步骤及方法；课后作业教学体会

2.一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：讲课前，先问问大家，当智能网联汽车上的视觉传感器出现故障时，我们该如何去对视觉传感器进行故障的诊断以及处理呢？课前提问多媒体课件分组讨论10教学告知1.视觉传感器的调试；2.视觉传感器电源故障排除；3.整理清洁。讲授多媒体课件示范教学课前预习15教学准备1.视觉传感器的故障诊断与处理课件；2.工具设备准备。讲授多媒体课件讲解课前预习10教学实施1.视觉传感器的调试；2.视觉传感器电源故障排除；3.整理清洁。讲授演示练习多媒体课件讲解实操演示课前预习分组讨论动手实操25教学总结视觉传感器的故障诊断与处理的操作步骤和技巧。提问启发引导多媒体课件讲解1.回答问题2.完成学生工作页30

3.任务考核及答案3.1电路图认识的活动实施工单3.1.1在下表中写出摄像头电路图测试孔名称摄像头电路图测试孔说明针脚功能1正极输出端2正极输入端3负极输出端4负极输入端3.2视觉传感器的调试软件调试状态说明根据实际情况在“——”上填上正确答案检查是否有清晰图像1、打开实训台平台计算机，在桌面上找到360应用软件，双击打开360应用软件，2、如果一切正常，软件界面显示有摄像头的清晰图像；3、若无图像显示，请尝试关闭软件，重新插拔摄像头的USB接口，然后再次启动软件；4、如果经过以上步骤，图像还没有出现，考虑摄像头本身的问题，请试试；检查图像是否上下颠倒1、观察出现的图像画面，是否出现图像颠倒问题；2、若出现图像颠倒问题，请关闭360应用软件，调整摄像头安装方向，重新打开软件查看画面；检查摄像头与应用实训台方向是否一一对应1、单击摄像头1，观察电脑上出现的画面是否是正前方；若是，说明摄像头与应用实训台方向对应正确，做好接口的对应记号，方便后续装调；2、若不是，则需要关闭360应用软件，切换摄像头与计算机主机的USB连接线，再次运行360应用软件，观察画面，若还没对应上，重复本步骤，直到正确对应；3、依次单击摄像头2~4，重复以上步骤，直至摄像头与应用实训台方向完全对应。3.3、视觉传感器电源故障排除实施工单3.3.1.读取故障码并确认故障现象读取故障码并确认故障现象根据实际情况在“□”位置上打“√”或根据实际情况在“”上填上正确答案正确连接实训平台与故障诊断台，打开电源和计算机是R否£在计算机桌面上找到并打开“智能网联汽车三位数字化仿真教学”软件，完成对视觉传感器的故障设置，故障类型为“正极断路”，在智能网联汽车三位数字化仿真教学软件的“故障诊断”页面单击“刷新”，显示相应的故障码是R否£读取故障码：（根据实际情况填写）。确认故障现象：（根据实际情况填写）2.在测试装调台架上进行故障检诊（1）电源检测使用数字万用表检测摄像头电源根据实际情况在“□”位置上打“√”或根据实际情况在“”上填上正确答案万用表应调节为电压档。检查远离摄像头的电源正负极检测孔（根据实际情况填写）是£否£万用表应调节为蜂鸣档。检查电源正极和负极的输入输出端测量孔是否导通（根据实际情况填写）是£否£故障原因：（根据实际情况填写）3.激光雷达的故障消除确认激光雷达的故障消除确认根据实际情况在“□”位置上打“√”打开360应用软件，是否有图像是R否£在“智能网联汽车三维数字化仿真教学软件”上重新读取故障码，确认故障码是否消除是R否£3.4、系统复原及清洁整理活动实施工单系统复原及清洁整理根据实际情况在“□”位置上打“√”或是否清洁摄像头是R否£是否整理线束是R否£是否清洁并整理工具是R否£是否清洁应用实训台与实训工作台是R否£1.一体化教学设计授课教师：授课班级：学时数：8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.掌握利用模型进行限速标识的预测；2.掌握基本训练参数的调准；3.掌握利用Linux命令准备数据集；1.通过课程讲解了解限速标识图片采集；2.通过课程讲解了解评估训练好的模型质量的方法；3.通过课程讲解了解限速标识图片的采集；4.通过课程讲解了解数据标注的基本方法；5.通过课程讲解了解选择标注软件的功能。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.限速标识图片采集流程及交通标志识别；2.自动限速识别（ASL）开发任务流程；3.自动限速识别（ASL）开发实训步骤；教学准备1.基于智能摄像头实现ASL功能（自动限速调节）课件；教学活动1.通过多媒体课件讲解，让学生们了解交通标志识别的流程与方法；2.通过多媒体课件讲解，让学生们了解自动限速识别（ASL）开发任务流程；4.通过视频教学讲解、实操演示和学生动手实操，让学生们掌握自动限速识别（ASL）开发实训操作。课后作业教学体会

2.一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：车上摄像头如何实现自动限速调节功能？课前提问多媒体课件分组讨论10教学告知1.限速标识图片采集流程及交通标志识别；2.自动限速识别（ASL）开发任务流程；3.自动限速识别（ASL）开发实训步骤；讲授多媒体课件示范教学课前预习15教学准备1.基于智能摄像头实现ASL功能（自动限速调节）课件；讲授多媒体课件讲解课前预习10教学实施1.限速标识图片采集流程及交通标志识别；2.自动限速识别（ASL）开发任务流程；3.自动限速识别（ASL）开发实训步骤；讲授演示练习多媒体课件讲解实操演示课前预习分组讨论动手实操25教学总结1.限速标识图片采集流程及交通标志识别；2.自动限速识别（ASL）开发任务流程；3.自动限速识别（ASL）开发实训步骤；4.自动限速识别（ASL）开发实训步骤注意事项提问启发引导多媒体课件讲解1.回答问题2.完成学生工作页30

3.任务考核及答案3.1基础知识认识工单利用视觉传感器进行交通标志识别的流程：原始图像采集→图像预处理→图像分割检测→图像特征提取→交通标志识别交通标志识别的方法：基于颜色信息的交通标志识别、基于形状特征的交通标志识别、基于显著性的交通标志识别、基于特征提取和机器学习的交通标志识别自动限速识别（ASL）开发任务流程：（1）限速标识图片采集；（2）选择标注软件；（3）数据标注（限速图片标注）；（4）生成标注信息对应的文件目录；（5）数据集生成；（6）调节参数；（7）模型训练；（8）限速标志识别准确率验证；（9）将训练好的模型应用于真实路况的限速标志识别自动限速识别（ASL）开发实训步骤：（1）部署准备工作；（2）标注前的准备工作；（3）找到标注软件（精灵标记助手）；（4）数据标注；（5）构建数据集；（6）文件修改；（7）准备训练脚本文件；（8）开始模型训练；（9）准备识别验证训练模型；（10）YOLOv5实现限速标志检测。3.2自动限速识别（ASL）功能的开发活动实施工单3.2.1自动限速识别（ASL）开发前准备工作步骤操作根据实际情况在“”上填上正确答案1认识精灵标注助手精灵标注助手目前支持Windows/Mac/Linux平台2认识目标检测软件（YOLO）YOLOv5是在PyTorch中实现的。3.2.2自动限速识别（ASL）功能的开发步骤操作根据实际情况在“”上填上正确答案1下载并部署YOLO项目从github上下载下来YOLOv5，命名为yolov5，并放在yolo5_project根目录下。其中images存放的是原始的图片数据集，Annotations存放的是标记后生成的xml文件，labels存放的是保存标记内容的txt文件，ImageSets存放的是训练数据集和测试数据集的分类情况。2标注前的准备工作准备好需要标注的原始图片数据集，放到data/images文件夹中，找到精灵标记助手，鼠标右键单击运行。3数据标注（1）新建标注项目；（2）填写分类值用于标注：pl5,pl15,pl20,pl30,pl40,pl50,pl60,pl70,pl80,pl100该分类值应根据data/images文件夹内的限速标识图片的限速类型填写。（3）选择图片路径：data/images（4）单击创建，进入标注界面（5）单击矩形框，找到限速标志后，单击鼠标左键并拖动框选出限速标志，松手后出现红色矩形框。（6）单击自定义输入框，选择我们预先填好的标注信息。（7）标注完毕后单击下方蓝色打勾按钮，保存标注信息（8）单击后一个，标注下一张图片并保存（9）所有图片标注保存后导出.xml文件（10）选择导出路径data/Annotations，导出后的data/Annotations文件夹下会自动生成一个outputs文件夹，用于存储标注完成的数据。我们需要将outputs文件夹下的数据剪切到Annotations文件夹的根目录下，才能被读取到。（11）确认导出后，关闭标注软件4构建数据集在yolov5的根目录下新建一个文件makeTxt.py和文件voc_label.py，分别运行makeTxt.py和voc_label.py。（1）在yolov5文件夹下，空白处右键打开一个终端窗口（2）输入命令sourceactivateyolov5然后回车，进入已经配置好的yolov环境（3）输入命令pythonmakeTxt.py运行makeTxt.py文件，生成标注信息对应的文件目录，trainval.txttest.txttrain.txtvol.txt四个文件（4）输入命令pythonvoc_label.py运行voc_label.py文件，生成.txt文件5文件修改（1）数据集方面的yaml文件修改在data目录下，复制一份coco.yaml文件并将其重命名，放在data目录下，并对sign.yaml中的参数进行配置。train，val，test：训练集和测试集图片的路径，nc：数据集的类别数names：类别的名称（2）网络参数方面的yaml文件修改在yolov5_project/models目录下的yolov5s.yaml文件修改6准备训练脚本文件将参数配置函数改为前面修改的yaml文件名称。若运行训练脚本报错，修改—batch-size参数的值default=47开始模型训练输入命令pythontrain.py运行文件，以默认参数进行训练。在YOLOV5中常用参数的参数有：img_size，batch_size、epoch。8准备识别验证训练模型训练完成后，会生成exp文件夹；打开detect.py文件，指定训练后的best.pt路径以及要识别的图片路径。9YOLOv5实现限速标志检测（1）输入命令pythondetect.py开始识别；（2）通过打印信息找到识别结果路径1.一体化教学设计授课教师：授课班级：学时数：8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.掌握利用Lanenet算法预测tusimple数据集以及真实数据；2.掌握利用laneatt预测tculane数据集和tusimple数据集并生成MP4视频文件。1.通过课程讲解了解计算机视觉中分割任务的定义；2.通过课程讲解了解车道线检测的常用数据集；3.通过课程讲解了解深度学习相关知识；4.通过课程讲解了解车道线检测算法Lanenet算法和Laneatt算法。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.车道线检测与分割任务；2.车道线检测常用数据集；3.车道线检测算法；4.利用Lanenet算法预测tusimple数据集以及真实数据；5.利用laneatt预测tculane数据集和tusimple数据集并生成MP4视频文件。教学准备1.基于视觉传感器实现车道线检测课件；教学活动1.通过多媒体课件讲解，让学生们了解车道线检测与分割任务的定义；2.通过多媒体课件讲解，让学生们了解车道线检测常用数据集；3.通过多媒体课件讲解，让学生们了解车道线检测算法；4.通过视频教学讲解、实操演示和学生动手实操，让学生们掌握车道线检测开发实训操作。课后作业教学体会

2.一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：车上摄像头如何实现车道线检测功能？课前提问多媒体课件分组讨论10教学告知1.车道线检测与分割任务；2.车道线检测常用数据集；3.车道线检测算法；4.利用Lanenet算法预测tusimple数据集；5.利用laneatt预测tculane数据集和tusimple数据集并生成MP4视频文件。讲授多媒体课件示范教学课前预习15教学准备1.基于视觉传感器实现车道线检测课件；讲授多媒体课件讲解课前预习10教学实施1.车道线检测与分割任务；2.车道线检测常用数据集；3.车道线检测算法；4.利用Lanenet算法预测tusimple数据集以及真实数据；5.利用laneatt预测tculane数据集和tusimple数据集并生成MP4视频文件。讲授演示练习多媒体课件讲解实操演示课前预习分组讨论动手实操25教学总结1.车道线检测相关知识2.利用算法实现车道线检测提问启发引导多媒体课件讲解1.回答问题2.完成学生工作页30

3.任务考核及答案3.1基础知识认识工单在计算机视觉中分割任务包括语义分割与实例分割。车道线检测常用数据集包括CULane数据集和TuSimple数据集。车道线检测常用算法包括Lanenet算法和laneatt算法。3.2利用Lanenet算法预测tusimple数据集以及真实数据开发活动实施工单步骤操作根据实际情况在“”上填上正确答案1创建虚拟环境（1）打开终端（2）输入命令condacreate-nlanenetpython=3.7-y：创建Lanenet虚拟环境（3）输入命令condaactivatelanenet：进入lanenet虚拟环境（4）输入命令cd/home/root123456/project/lanenet-lane-detection-master：进入项目文件夹（5）输入命令pipinstall-rrequirements.txt-i/simple：安装项目所需Python包2数据集预处理（1）输入命令：pythontools/generate_tusimple_dataset.py--src_dirdata/train_set：解压Tusimple数据集压缩文件train_set.zip至项目文件夹下的./data/train_set文件夹（3）输入命令pythontools/make_tusimple_tfrecords.py：获得tfrecords文件。3训练与测试（1）输入命令：pythontools/train_lanenet_tusimple.py（2）输入命令：pythontools/test_lanenet.py--weights_path./model/tusimple_lanenet/tusimple_lanenet.ckpt--image_path./data/tusimple_test_image/0.jpg：对单张图片进行检测。（3）输入命令：pythontools/evaluate_lanenet_on_tusimple.py--weights_path./model/tusimple_lanenet/tusimple_lanenet.ckpt--image_path./data/test_set/clips--save_dir./data/test_set/test_output：对多张图片进行检测。（4）Lanenet算法是以点的形式还原车道线，不同颜色的点代表不同的车道线。3.3利用laneATT进行车道线识别测试步骤操作根据实际情况在“”上填上正确答案1环境配置打开终端，依次输入如下命令，创建laneatt虚拟环境。condacreate-nlaneattpython=3.8-ycondaactivatelaneattcondainstallpytorch==1.6torchvision-cpytorchpipinstall-rrequirements.txtcdlib/nms;pythonsetup.pyinstall;cd–pipinstallujson；pipinstallprotobuf==3.19.0-i/simple2车道线识别测试运行官方车道线识别样例demo.py文件，输入命令：pythondemo.py，以查看车道线识别效果。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：教学目标技能目标知识目标素质目标1.掌握超声波雷达的系统组成及其工作原理；2.能掌握超声波雷达主要的技术参数和性能指标。1.通过课程讲解了解超声波雷达的基本概念；2.通过课程讲解了解超声波雷达存在的优缺点；3.通过课程讲解了解超声波雷达的类型及其在自动驾驶中的应用。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.超声波雷达系统的组成；2.超声波雷达的类型；3.超声波雷达的工作原理；4.超声波雷达的应用；5.超声波雷达的优缺点；6.握超声波雷达主要的技术参数和性能指标。教学准备1.认识超声波雷达课件；2.认识超声波雷达学生手册；3.认识超声波雷达学生工作页。教学活动1.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的概念；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达系统的组成；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的工作原理；4.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的类型；5.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的应用；6.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的优缺点；7.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们知道超声波雷达的主要的技术参数和性能指标；7.通过完成工作页方式，让学生们加深对视觉传感器的了解。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：大家都知道有自动驾驶哪些领域会应用超声波雷达吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.了解超声波雷达的基本概念；2.了解超声波雷达存在的优缺点；3.了解超声波雷达的类型及其在自动驾驶中的应用；4.掌握超声波雷达的系统组成及其工作原理；5.能掌握超声波雷达主要的技术参数和性能指标。讲授多媒体课件示范教学课前预习3教学准备认识超声波雷达课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解超声波雷达的基本概念；2.了解超声波雷达存在的优缺点；3.了解超声波雷达的类型及其在自动驾驶中的应用；4.掌握超声波雷达的系统组成及其工作原理；5.能掌握超声波雷达主要的技术参数和性能指标。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结超声波雷达系统的组成、类型、工作原理、应用、优缺点、主要的技术参数和性能指标。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任务考核及答案一、判断题1.超声波原理是超声波雷达利用超声波发生器产生超声波,然后接收探头接收障碍物反射的超声波,并根据超声波反射接收的时差计算出与障碍物的距离。（✔️）2.超声波的传输速度受气候影响小，具有全天候特性。（❌）3.超声波雷达在速度很高情况下测量距离有一定的优势，误差较小。（❌）4.超声波的能量消耗较缓慢，在介质中传播的距离比较远，穿透性强。（✔️）5.一般来说，超声波频率跟灵敏度成反比。（❌）6.UPA超声波雷达的探测距离一般在15~250cm之间。（✔️）7.APA超声波雷达主要用于测量汽车前后方的障碍物。（❌）3.1.8超声波雷达的技术方案，一般有模拟式、四线式数位、二线式数位、三线式主动数位。（✔️）二、不定项选择题1.超声波雷达系统一般由（ABC）组成。A.超声波雷达B.控制器C.显示部分D.图像处理器2.常用超声波探头的工作频率有（ABC）。A.40kHzB.48kHzC.58kHzD.77kHz3.轿车的超声波倒车雷达传感器一般安装在（A）。A.保险杠外皮上B.保险杠骨架上驾驶室或尾箱内C.挡风玻璃上D.汽车顶棚4.超声波雷达主要用于（A）目标物的探测。A.短距离B.中距离C.长距离D.以上均不对5.超声波雷达的测量精度-般为（A）。A.1-3cmB.1-10mmC.0.1mD.1m三、问答题1.简述超声波雷达的优缺点。答：优点：超声波的能量消耗较缓慢，在介质中传播的距离比较远，穿透性强。测距的方法简单，距离=传播速度*传播时间/2。成本低。缺点：超声波雷达在速度很高情况下测量距离有一定的局限性，这是因为超声波的传输速度很容易受天气情况的影响，在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，而且传播速度较慢，当汽车高速行驶时，使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。另一方面，超声波散射角大，方向性较差，在测量较远距离的目标时，其回波信号会比较弱，影响测量精度。但是，在短距离测量中，超声波测距传感器具有非常大的优势。在车速很高的情况下有局限性，因为超声传播速度受天气情况影像，不同天气，不同传播速度，且传播速度的慢。15度左右为340米/秒，温度越高速度越快。简述汽车上常用的超声波类型及其特点。答：汽车上常见的超声波雷达有两种。第一种是安装在汽车前后保险杠上的，也就是用于测量汽车前后障碍物的倒车雷达，这种雷达业内称为UPA；第二种是安装在汽车侧面的，用于测量侧方障碍物距离的超声波雷达，业内称为APA。UPA超声波雷达的探测距离一般在15~250cm之间，主要用于测量汽车前后方的障碍物。APA超声波雷达的探测距离一般在30~500cm之间。APA的探测范围更远，因此相比于UPA成本更高，功率也更大。APA的探测距离优势让它不仅能够检测左右侧的障碍物，而且还能根据超声波雷达返回的数据判断停车库位是否存在。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：教学目标技能目标知识目标素质目标1.具备超声波雷达的拆装能力；2.具备超声波雷达的调试能力。1.通过课程讲解了解超声波雷达规格参数；2.通过课程讲解了解超声波雷达控制器接口定义；3.通过课程讲解了解超声波雷达的拆装步骤及方法；4.通过课程讲解了解超声波雷达的调试步骤及方法。1.培养独立思考和自主精神；2.培养精益求精的品质。教学重点1.超声波处理盒的接口定义；2.超声波雷达的安装；3.超声波雷达的调试；4.超声波雷达的拆卸。教学准备1.拆装与调试超声波雷达课件；2.拆装与调试超声波雷达学生手册；3.拆装与调试超声波雷达学生工作页。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超声波雷达处理盒接口定义；2.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解超声波雷达的拆装步骤；3.通过多媒体课件中图片和课程讲解让学生们了解超声波雷达的调试步骤；4.通过完成工作页方式，让学生们加深了解超声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：大家知道如何对超声波雷达进行拆装与调试吗？课前提问多媒体课件分组讨论2教学告知1.超声波雷达规格参数；2.超声波雷达控制器接口定义；3.超声波雷达的拆装步骤及方法；4.超声波雷达的调试步骤及方法。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超声波雷达课件。讲授多媒体课件讲解课前预习5教学实施1.了解超声波雷达拆装与调试使用的工具设备；2.了解超声波雷达规格参数；3.了解超声波雷达控制器接口定义；4.掌握超声波雷达的拆装步骤及方法；5.掌握超声波雷达的调试步骤及方法。讲授多媒体课件讲解课前预习分组讨论75教学总结超声波雷达的安装、调试、拆装步骤及方法。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任务考核及答案一、设备准备和接口定义认识的活动实施工单1.写出下列设备的名称图片名称智能网联汽车传感与感知实训系统应用实训台应用实训台电源线应用实训台内故障控制板超声波雷达十二通道超声波处理盒超声波雷达线束电源信号线在下表中写出十二通道超声波处理盒接口名称十二通道超声波处理盒示意图序号名称①1号超声波传感器负极或电源地②1号超声波传感器正极③12V电源+12V输入④源负极和RS232及485地（RS232及485通信时必须接该脚）⑤PCW(RS232通讯接TXD,RS232电平)或者485A⑥PCR(RS232通讯接口RXD,RS232电平)或者485B二、安装前检查活动实施工单1.螺栓/工具的检查（根据实际使用的螺栓/工具作答）根据实际情况在“□”位置上打“√”工具是否齐全是R否£工具使用功能是否正常是R否£2.超声波雷达、十二通道超声波处理盒及连接线的检查超声波雷达、十二通道超声波处理盒及连接线根据实际情况在“□”位置上打“√”超声波雷达外观检查表面有无凹痕、划痕、裂缝有£无R表面有无变形、毛刺有£无R表面层有无龟裂、脱落有£无R金属件有无锈蚀有£无R接线端子针脚有无损坏、变形有£无R接线端子针脚有无生锈有£无R十二通道超声波处理盒外观检查表面有无凹痕、划痕、裂缝有£无R表面有无变形、毛刺有£无R表面层有无龟裂、脱落有£无R金属件有无锈蚀有£无R端口有无损坏、变形有£无R端口有无生锈有£无R接线端子针脚有无损坏、变形有£无R接线端子针脚有无生锈有£无R连接线检查连接线是否齐全是R否£表面有无破损有£无R表面有无变形有£无R表面有无裂痕有£无R针脚有无损坏有£无R针脚有无生锈有£无R三、超声波雷达安装的活动实施工单超声波雷达安装根据实际情况在“□”位置上打“√”根据实际情况在“——”上填上正确答案连接超声波雷达线束应用实训台是否处于断电状态是R否£将八组超声波雷达和超声波雷达线束插接好。安装超声波处理盒使用尼龙扎带将十二通道超声波处理盒固定于应用实训台内的相应位置。安装超声波雷达分别将8个超声波雷达安装在应用实训台架对应的八个安装孔位上，注意“u↑p“标识朝台架顶部方向安装四、线路连接活动实施工单线路连接根据实际情况在“——”上填上正确答案接线端子连接分别将8个超声波雷达线束和电源信号线插接在十二通道超声波处理盒上，注意对应超声波雷达的安装顺序。接线端子连接电源信号线（红、蓝、绿、黄）分别接在故障控制板的接口位置。接线颜色定义红色12V电源+12V输入蓝色源负极和RS232及485地绿色PCW黄色PCR应用实训台电源线连接接上应用实训台电源线。五、超声波雷达的调试活动实施工单超声波雷达的调试根据实际情况在“□”位置上打“√”或根据实际情况在“——”上填上正确答案检查电源线检查以太网连接状态打开测试软件配置串口参数选择超声波模块对应的COM口打开EISA-SS电源开关电源线是否连接正确是R否£打开电脑。检查网线是否连接正确（以太网是否处于连接状态）是R否£应用实训台电脑的以太网IP是否设置为02是R否£EISA-SS电脑的子网掩码是否设置为是R否£在电脑桌面双击打开“Ultrasonicradar-232.exe“上位机配置串口参数（上位机和超声波雷达通信串口参数）选择对应COM口（在“我的电脑右键--》“管理”--》“设备管理”--》“端口”查看超声波雷达对应COM口）选择超声波模块对应的COM口。单击开始，开始进行测试，界面右方是否出现实时显示每个超声波雷达的信息是R否£程序左边会显示超声波的状态，绿色状态为正常，红色状态为异常，表示对应的超声波雷达可能出现短路、断路等原因。当出现异常时，用户应检查相应的超声波雷达，同时会显示离障碍物的距离，单位为CM。程序右边显示车辆图及相应的超声波雷达检测到的距离及对应的状态，单位为CM。状态对应如下：离障碍物距离状态/颜色显示提示声音警报类型＜30CM红色危险提示急促声音警报30CM~40CM橙色慢行提示较急促声音警报40CM~50CM黄色警戒提示不急促声音警报＞50CM绿色提示安全不发声没有检测到障碍物绿色提示安全不发声结论：超声波雷达是否正常工作。是R否£六、超声波雷达的拆卸根据实际情况在“□”位置上打“√”是否关闭测试软件是R否£是否关闭应用实训台上的电脑是R否£是否关闭应用实训台电源开关是R否£是否拔出应用实训台电源线插口是R否£是否拆卸超声波雷达相关线束是R否£是否拆卸超声波雷达是R否£拆卸下来的工具及零部件是否放置在绝缘垫上是R否£七、清洁整理根据实际情况在“□”位置上打“√”是否清洁超声波雷达是R否£是否整理线束是R否£工具是否齐全是R否£是否清洁应用实训台表面是R否£是否清洁工作台，并叠好无纺布放置于合适位置是R