智能网联汽车感知系统装调与故障诊断 习题答案

项目一认识智能网联汽车传感器任务一智能网联汽车传感器的应用现状与发展前景1.单选题（1）智能网联汽车传感器发展趋势不包括（D）。A.集成化B.微型化C.智能化D.单一功能化2.判断题（1）多功能智能式传感器与单一功能的普通传感器相比，性能价格比明显提高。（√）（2）目前所常用的高精度定位方法是通过差分定位设备来实现。（√）3.简答题（1）请简述智能传感器在智能网联汽车上的应用？答：①目标探测及识别：探测障碍物，如车辆、行人及路肩等；②图像识别：识别车道线、交通标识牌、交通信号灯行人及车辆等；③定位导航：高精度定位以及位姿感知，如获得经纬坐标、速度及行驶角度等。任务二智能网联汽车环境感知技术1.单选题（1）智能网联汽车环境感知对象主要包括（D）。A.行驶路径识别B.周边物体识别C.驾驶状态检测D.以上都是2.判断题（1）前融合算法又被称为松耦合算法，有多个感知算法。（×）3.简答题（1）简述环境感知方法有哪些？答：环境感知方法主要通过惯性元件、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、视觉传感器、V2X技术、传感器融合等，并配备先进的软件算法项目二认识与应用摄像头任务一摄像头的认知与装调1.单选题（1）（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（2）（A）决定图像传感器能否更好地保留光线强弱不同的区域细节。A.高动态范围B.LED闪烁抑制C.单像素尺寸D.分辨率2.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）鱼眼镜头属于超广角镜头中的一种特殊镜头。（√）（3）摄像头捕捉目标物体图像的能力只取决于镜头。（×）（4）畸变会影响图像的清晰度。（×）3.简答题（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。CCD在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS，而CMOS则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。不过，随着CCD与CMOS传感器技术的进步，两者的差异有逐渐缩小的态势，例如，CCD一直在功耗上作改进，以应用于移动通信市场；CMOS传感器则在改善分辨率与灵敏度方面的不足，以应用于更高端的图像产品。另外，由于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。因此车载摄像头一般选用CMOS图像传感器。任务二摄像头的故障诊断与排除1.单选题（1）测试人员使用万用表测试摄像头的电源测试孔，发现正极输入端与负极输出端之间的电压为5V，正极输出端与负极输入端的电压接近0V，那么可以判断故障原因为（B）。A.电源负极断路B.电源正极断路C.电源负极虚接D.电源正、负极同时断路2.简答题（1）摄像头常见的故障类型有哪些？答：线路故障（短路、断路、虚接）、部件故障（摄像头自身故障）及系统软件故障。（2）简述一下对实训系统上的摄像头进行故障排除的常见流程。答：1）确认故障现象2）检查台架系统供电是否正常3）检查摄像头插接器及相关线束是否无破损、松动4）检查摄像头系统供电线是否正常5）检查相关系统软件是否正常6）检查摄像头内部部件是否正常任务三基于摄像头实现自动限速识别功能1.填空题（1）利用摄像头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。（2）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。本任务是基于特征提取和机器学习的交通标志识别方法实现自动限速识别功能的。2.简答题（1）简述自动限速识别开发任务流程。答：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。任务四基于摄像头实现车道线检测功能1.填空题（1）车道线检测常见的数据集有：TuSimple和CULane。（2）车道线检测是将车道标记识别为近似曲线的过程，被广泛用于自动驾驶汽车的车道偏离预警、车道保持辅助和自适应巡航控制等。（3）基于深度学习的图像分割技术主要分为两类：语义分割和实例分割。（4）车道线检测大多采用深度学习的算法实现，为了让算法更好的实现其功能，需要给算法足够多的数据，这些数据被分为训练集、验证集和测试集。在通过训练集和验证集得出最优模型后，测试集被用于模型预测，用来衡量该最优模型的性能和分类能力。2.简答题（1）语义分割与实例分割有什么区别？答：语义分割是对每个像素打上类别的标签，同一类别的所有像素都用一种颜色标识，但是同一类别之间的对象不会区分。而实例分割可以看作目标检测与语义分割的结合，是检测任务的拓展，在能够准确识别每个目标的基础之上，为多个类别的每个实例生成边界框以及相应的对象分割掩码，将同一类的多个对象视为不同的实例。项目三认识与应用超声波雷达任务一超声波雷达的认知与装调1.单选题（1）声波不包括（D）。A.次声波B.可闻声波C.超声波D.极声波（2）超声波雷达的测量距离取决于其波长和（B）。A.波束角B.频率C.测量精度D.视场角2.判断题（1）超声波是指频率为20Hz～20kHz的声波。（×）（2）超声波雷达抗环境干扰能力强，对天气变化不敏感。（√）（3）超声波雷达可以测量距离和方位。（×）（4）驻车辅助传感器(UPA)测量距离一般为0.3~5m。（×）3.简答题（1）请简述超声波雷达的特点？答：优点：①频率都相对固定；②结构简单，体积小，成本低，信息处理简单可靠，易于小型化与集成化,并且可以进行实时控制；③灵敏度较高；④抗环境干扰能力强，对天气变化不敏感。缺点：①可在室内、黑暗中使用；②适用于低速、高速测距有局限性；③只能测量距离，不可以测量方位；④不容易探测到低矮、圆锥、过细的障碍物或者沟坎；⑤探测有盲区。任务二超声波雷达的故障诊断与处理1.单选题（1）测试人员使用万用表超声波雷达的电源测试孔，发现正极输入端与负极输出端之间的电压为12V，正极输出端与负极输入端的电压为0V，那么可以判断故障原因为（B）。A.电源负极断路B.电源正极断路C.电源负极虚接D.电源正、负极同时断路2.判断题（1）测试人员使用示波器测试超声波雷达通信测试孔，发现CAN-L的输入、输出测试孔的波形出现异常，且两个波形相反，那么可能是CAN-L信号线断路了。（√）3.简答题（1）超声波雷达常见的故障类型有哪些？答：电路故障、部件故障、通信故障、系统软件故障、安装不当。任务三超声波雷达数据解析1.单选题（1）CAN报文是指在CAN线上利用ECU和CAN卡接收到的（D）报文。A.二进制B.八进制C.十进制D.十六进制（2）通常接收到的CAN报文由很多部分组成，解析报文时用到的主要是（A）和数据两部分。A.帧IDB.帧类型C.帧格式D.长度2.判断题（1）当超声波探头不接或者探头线断路，恒定输出5000mm。（×）3.简答题（1）解释超声波雷达通信协议？答：超声波雷达1~4号探头ID为0x0611，5~8号探头ID为0x0612，9~12号探头ID为0x0613；每路探头数据为2位十进制BCD码（先高字节，后低字节，长度单位为mm）。项目四认识与应用毫米波雷达任务一毫米波雷达的认知与装调1.单选题（1）测量分辨率包括（ABC）。A.距离分辨率B.速度分辨率C.角度分辨率D.纬度分辨率（2）毫米波雷达的毫米波波长在（B）波段。A.1mm~5mmB.1mm~10mmC.1mm~15mmD.1mm~20mm2.判断题（1）毫米波雷达是ADAS辅助驾驶功能的核心部件。（√）（2）毫米波雷达只能测量距离信息。（×）（3）毫米波雷达测试软件的输出类型包括原始目标和跟踪目标。（√）（4）X坐标方向上的过滤条件，可以过滤原始目标。（×）3.简答题（1）毫米波雷达的类型有哪些？答：1）按频段分类：主要有24GHz、60GHz（日本）、77GHz、79GHz这几个频段。2）按探测距离分类：可分为近距离（SRR）、中距离（MRR）和远距离（LRR）毫米波雷达。3）按工作原理分类：①测距：基于TOF原理测距和基于FMCW原理测距②测速：第一种方法是基于多普勒（Doppler）原理测速；第二种方法就是通过跟踪位置，进行微分得到速度。③测方位角：根据发送回波与接收回波之间的相位差测方位角。任务二毫米波雷达的故障诊断与排除1.单选题（1）测试人员使用万用表测试实训系统故障板的电源测试孔，发现正极输入端与负极输出端之间的电压为0V，正极输出端与负极输入端的电压为12V，那么可以判断故障原因为（A）。A.电源负极断路B.电源正极断路C.电源负极虚接D.电源正、负极同时断路2.判断题（1）测试人员使用示波器测试实训系统故障板的通信测试孔，发现CAN-H的输入、输出测试孔的波形出现异常，且两个波形相反，那么可能是CAN-H信号线断路了。（√）（2）如果毫米波雷达的CAN-L信号出现短路的情况，那么毫米波雷达就无法检测障碍物了。（×）3.简答题（1）毫米波雷达常见的故障类型有哪些？答：毫米波雷达常见的故障包括线路故障（断路、短路、虚接）、部件故障、通讯故障及系统故障。（2）简述一下对实训系统上的毫米波雷达进行故障排除的常见流程。答：1）确认故障现象2）检查台架系统供电是否正常3）检查相关接插件及线束是否完好（无破损、松动）4）检查毫米波雷达系统供电线是否正常5）检查毫米波雷达与上位机的通讯是否正常6）使用替换法确认毫米波雷达模块是否正常7）判断是否为相关系统软件故障任务三毫米波雷达的数据分析1.填空题（1）毫米波雷达跟踪目标数据的ID号为0x603，它包含8个字节。包含的参数有目标ID、目标RCS、目标X坐标、目标Y坐标、目标X方向速度、目标Y方向速度、目标的运动属性。（2）对于目标运动属性，0代表未知；1代表静止；2代表低速运动；3代表高速运动。（3）参数为目标X方向速度的数据长度为11位，目标Y方向速度的数据长度为11位。任务四基于毫米波雷达实现FCW功能（前向碰撞预警）1.简答题（1）前向碰撞预警系统的工作过程主要分为哪三个部分？答：前向碰撞预警系统的工作过程主要分为前方车辆识别、前方车距检测和建立安全距离预警模型三部分。（2）当前方车辆并入我方车道，前方车辆速度不变，我方车辆向前行驶，会出现哪两种情况？答：两车碰撞和前方车辆驶离。任务五基于毫米波雷达与摄像头的标定融合1.填空题（1）实现摄像头与毫米波雷达的精确融合，需要满足两个条件：空间上同步（联合标定解决）和时间上同步（时间戳解决）。（2）标定分为内参标定和外参标定。（3）在对摄像头进行内参标定时，至少需要拍摄5个不同角度的照片。2.简答题（1）为什么要对毫米波雷达和摄像头进行融合？答：摄像头检测辨识精度受光线、天气等因素影响较大，尤其是在晚上以及雨雾天气的时候，摄像头检测识别精度降低，稳定性降低，而检测纵向距离范围比较近，容易造成意外事故。而毫米波雷达具有探测距离远、响应速度快、目标跟踪能力和识别能力好、抗干扰能力强、可全天时全天候工作、尺寸小、重量轻等优点，受光照和天气的因素影响比较小，稳定性比较高，并且测距精度也比较高，距离也比较远，但是毫米波雷达的目标分辨率很低，且无法确定目标大小和轮廓。所以单一的传感器是不能够解决所有问题的，毫米波雷达与摄像头的融合也必然是一种趋势。（2）简述毫米波雷达与摄像头之间坐标系转换的过程。答：1）先将毫米波雷达坐标系的坐标转换到世界坐标系。2）再将世界坐标系的坐标转换到相机坐标系（世界坐标系→相机坐标系→图像坐标系→像素坐标系）。项目五认识与应用激光雷达任务一激光雷达的认知与装调1.单选题（1）目前主流的激光雷达的波长主要有（BD）。A.900nmB.905nmC.1350nmD.1550nm（2）棱镜激光雷达内部包含（B）个楔形棱镜。A.1B.2C.3D.2.判断题（1）激光雷达依赖于外界光照条件或目标本身的辐射特性才能正常使用。（×）（2）在进行网线品质检查时，只要主测试仪的灯从1到8逐个顺序闪亮，就可以证明网线连通性没问题。（×）（3）波长为1550nm的激光容易对视网膜产生伤害。（×）（4）混合固态激光雷达用“微动”器件来代替宏观机械式扫描器。（√）3.简答题（1）激光雷达按扫描方式分类有哪几种？答：根据扫描方式分类，激光雷达主要分为机械式激光雷达、半固态式激光雷达（MEMS微振镜激光雷达、转镜激光雷达及棱镜激光雷达）以及固态式激光雷达（OPA激光雷达和Flash激光雷达）。任务二激光雷达的故障诊断与排除1.填空题（1）电脑默认的IP地址为：192.168.1.102；（2）电脑默认的设备端口号为：2369；（3）电脑默认的数据端口号为：2368。2.判断题（1）如果激光雷达测试软件获取不了设备信息，则说明数据端口号不正确。（×）（2）通过筛选ffee字节的数据包可以查看激光雷达和电脑的数据端口号。（√）3.简答题（1）激光雷达常见的故障类型有哪些？答：激光雷达常见的故障类型有电源故障（台架供电异常及接线盒供电与接地线短路、断路、虚接）、线路故障（激光雷达与InterfaceBox之间线路故障）、部件故障（激光雷达自身故障、接线盒自身故障）、通讯故障及相关系统故障。（2）简述一下对实训系统上的激光雷达进行故障排除的常见流程。答：1）确认故障现象2）检查台架系统供电是否正常3）检查相关接插件及线束是否完好（无破损、松动）4）检查接线盒的供电与接地线是否正常5）检查激光雷达与上位机的通讯是否正常6）使用替换法确认激光雷达及接线盒是否正常7）判断是否为相关系统软件故障任务三激光雷达的数据分析1.填空题（1）激光雷达共有主数据流输出协议、设备信息输出协议和用户配置写入协议三种UDP包协议。（2）数据包包括42字节以太网包头和1206字节的有效载荷，长度1248字节。有效载荷由1200个字节点云数据channeldata（一共有12个数据块，一个数据块有100个字节）和6字节的附加信息（4字节的Timestamp和2字节的Factory）组成。（3）一个数据块包括：1）2字节固定值的标志位，为ffee（十六进制）；2）方位角为2个字节；3）2组16个通道的channel点云数据，每个通道3个字节。每组16通道channel数据（UDP包封装顺序）对应雷达的一次16通道激光不同发射时刻的测量数据。任务四基于激光雷达与摄像头的联合标定1.填空题（1）摄像头和激光雷达的联合标定通常包括内部参数标定和外部参数标定两部分。内部参数标定的作用：解决摄像头本身畸变和安装带来的影响；外部参数标定的作用：建立两个传感器之间的坐标转换关系。（2）基于标定板的激光雷达和摄像头联合标定所涉及四个主要坐标系有：相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系和激光雷达坐标系。2.简答题（1）为什么大多数自动驾驶汽车会采用“激光雷达+摄像头”解决方案，而不是采用单传感器方案？答：激光雷达在目标表面获得高精度、离散的三维点云数据，受环境影响较小，具有良好的鲁棒性；摄像头可以获得高分辨率、高质量的二维视觉信息，在环境感知和目标检测方面具有很大的优势。由于摄像头和激光雷达的信息具有高度互补性，融合两者不仅可以克服单一传感器在环境感知方面的缺点，还可以获得更丰富的目标观测数据，提高其环境感知的准确性。（2）标定传感器的目的是什么？答：标定传感器的目的是将两个或者多个传感器变换到统一的时空坐标系，使得传感器融合具有意义，是感知决策的关键前提。任何传感器在制造、安装之后都需要通过实验进行标定，以保证传感器符合设计指标，保证测量值的准确性。项目六认识与应用组合导航任务一组合导航的认知与装调1.单选题（1）（C）技术是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。A.位置差分B.伪距差分C.相位差分D.以上都不对（2）在IMU测量单元中用来测量偏航角的惯性元件是（B）。A.加速度传感器B.陀螺仪C.磁力计D.气压计（3）下面哪个是全球卫星导航定位系统的简称（A）？A.GNSSB.WASSC.MSASD.CORS（4）不会向外辐射，也不会受到外界干扰的定位方式是（C）？A.卫星定位B.蜂窝定位C.惯性导航定位D.WiFi定位2.判断题（1）惯性导航系统属于一种推算导航方式。（√）（2）卫星定位系统至少通过5颗卫星才能进行定位。（×）（3）以GPS为例，卫星定位系统的地面部分负责向卫星发出