智能网联汽车 3-1 认知高精地图 教案

课题任务一认知高精地图课时1课型新课学科智能网联汽车教师学习目标知识目标：1.能说出高精地图概念。2.能描述高精地图特点。3.能阐述高精地图采集与生成。4.能说明其他形式高精地图。5.能描述高精地图应用前景。素质目标：1.通过学习我国高精度图的发展，引导学生了解我国的基本国情，树立政治意识和大局意识。2.通过学习高精地图，激发学生的民族自豪感和时代精神，增强国家的核心竞争力，实现可持续发展。教学重点高精地图概念、特点、采集与生成教学难点高精地图概念、特点、采集与生成教学方法讲授法教学资源教学视频、PPT教学过程教学环节教学内容一、导入今天我们学习的内容是高精地图，先看一个视频。播放视频：高精地图二、教学过程通过视频，我们了解到高精地图与传统地图的区别，那么，什么是高精地图呢？提问1：什么是高精地图？明确1：高精地图可以分为狭义高精度地图和广义高精度地图。狭义的高精地图指由传统图形商定义的精度更高、内容更详细的地图。广义的高精度地图直接为我们构建了一个真实的三维世界。除了绝对位置的形状信息和拓扑关系外，还包括点云、语义和特征等属性。高精度地图是指绝对精度和相对精度均在亚米级的高分辨率、高丰度要素的电子地图，也称为三维高精度地图，简称HDMap或HADMap，一般指静态的高精度路网信息。提问2：高精地图的特点？明确2：1.为了实现车道级导航、路径规划功能，需要在原始地图数据中抽象道路结构，形成由顶点组成的拓扑图形结构，同时为了优化数据的存储，需要将道路用连续的曲线段来表示。2.除道路参考线外，高精度地图还应描述道路的连通性。比如路口中没有车道线的部分，需要将所有可能的行驶路径抽象成道路参考线，在高精度地图数据库中体现。3.除了记录道路参考线、车道边缘（标线）和停车线外，高精度地图数据库还需要记录无车道道路的拓扑结构，且除车道的几何特性外，道路模型还包括车道数、道路坡度、功能属性等。4.对象模型记录道路和车道行驶空间范围边界区域的元素，模型属性包括对象的位置、形状和属性值。普通电子地图高精度地图精度一般电子地图精度在在10米左右，商用GPS精度为5米高精度地图的精度在厘米级别（Google、Here等高精度地图精度在10～20厘米级别）数据维度传统电子地图数据只记录道路级别的数据高精度地图不仅增加了车道属性相关数据，还能够明确区分车道线类型、路边地标等细节作用及功能传统地图起的是辅助驾驶的导航功能，本质上与传统经验化的纸质地图是类似的高精度地图通过“高精度+高动态+多维度”数据，起的是为自动驾驶提供自变量和目标函数的功能。高精地图相比传统地图有更高的重要性使用对象普通的导航电子地图是面向驾驶员，供驾驶员使用的地图数据高精度地图是面向机器的供自动驾驶汽车使用的地图数据数据的实时性数据的实时性要求较低高精度地图对数据的实时性要求更高提问3：高精地图采集与生成情况是怎样的？明确3：高精地图的采集：高精度地图，为了提高存储效率和机器可读性，地图在存储时分为矢量层和对象层。高精度地图与传统地图相比，具有不同的采集原理和数据存储结构。高精地图的生成：高精度地图产生过程中，通过提取车辆上传感器采集的原始数据，获取高精度地图特征值，构成特征地图；在此基础上，进一步提取、处理和标注矢量图形，包括道路网络信息、道路属性信息、道路几何信息和道路上主要标志的抽象信息。高精地图模型：道路模型车道模型对象模型高精地图的采集方法：1.实地采集2.信息处理3.分发平台4.后续更新提问4：其他形式的高精地图有哪些？明确4：1.众包数据构建高精度地图2.实时定位与地图构建提问5：高精地图的应用前景如何？明确5：高精度地图数据中提供道路甚至车道的曲率值，当车辆转弯时可以根据曲率进行提前减速，控制传感器甚至大灯转向辅助。高精度地图也提供隧道等详细信息，车辆在进入前可以提前开启大灯或调整传感器感光参数。高精度地图提供了坡度，能够辅助车辆控制油门节省能源。高精度地图提供了各种交通标志和提示信息标牌的精确位置及形状能够辅助车辆进行高精度定位。高精度地图的限速信息精确到车道，能够为车辆提供精准的限速信息，智能网联汽车用以精准控制执行器操作