智能网联汽车 3-3 认知车辆导航系统 教案

课题任务三认知车辆导航系统课时1课型新课学科智能网联汽车教师学习目标知识目标：1.能描述导航系统的作用。2.能说出车辆导航系统组成。3.能阐述导航系统的要求。4.能说明我国导航系统与高精地图、高精度定位的融合。素质目标：1.通过学习车辆导航系统，树立创新意识，促进全面发展。2.通过学习我国我国导航系统与高精地图、高精度定位的融合，引导学生树立大局意识、核心意识。教学重点1.掌握描述导航系统的作用2.掌握车辆导航系统组成教学难点掌握车辆导航系统组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、导入观看视频，初步了解车辆导航系统。播放视频：车辆导航系统二、教学过程同学们，通过视频，我们可以知道车辆导航系统是涉及卫星技术、DR图像采集、GIS或电子地图技术、数据库技术、显示技术、接口技术和应用软件技术等领域,是通信与信息技术、传感器技术、车辆自动定位技术和计算机技术的综合应用。那么，车辆导航系统包括哪些？提问1：车辆导航系统由哪些组成？明确1：安装在车辆上的导航定位器、惯性导航装置、无线电导航装置、卫星导航定位器、GPS/DR/GIS集成导航定位仪,以及电子地图数据库或GIS信息地图。汽车导航系统内置卫星天线，用于接收由环绕地球的定位卫星中至少三颗发送的数据信息，结合存储在汽车导航系统中的电子地图，通过卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，从而得到最佳的驾驶方向、前方道路以及各类兴趣点信息。提问2：导航系统的要求有哪些？明确2：1.定位系统2.地图信息3.路径规划算法未来的智能网联汽车导航系统,将能够充分利用日益完善和持续发展的车载传感器、智能交通设施、卫星定位系统以及云技术等,对由自车感知、无线通信等方式获取的信息进行融合和分析,充分地理解环境、驾驶人意图和车辆状态,实现更加安全、智能、舒适的全局路径规划,并能有效协作自动驾驶系统理解和认识环境,辅助驾驶人或协同自动驾驶系统完成车辆预定的任务。智能网联汽车的导航系统在高精度地图、高精度定位的基础上,充分利用高精度地图提供的静态、准静态及动态道路信息,以及利用车载传感器获取的动态信息,通过更加智能、精确、丰富信息的路径规划算法,为自动驾驶的实现提供道路指引提问3：通常采用的组合导航有哪些？明确3：卫星导航与无线电导航的组合；多种卫星导航系统之间的组合；卫星导航、惯性导航与地理信息系统的组合等。1.GNSS和INS的组合导航定位系统缺陷：一是卫星接收机若受到建筑物阻挡或在地下随道中，不能有效接收位置信息；二是对于126km/h的车速，行驶距离达3.5m），不能满足车辆的实时定位要求，自主式自动驾驶要求数据刷新的时间间隔不能大于10ms（对于126km/h的车速，10ms行驶距离为0.35m）。2.GNSS、INS及高精度地图的组合导航定位系统⑴百度Apollo2.0的多传感器融合定位自动驾驶数据将包括具有高分辨率图像和像素级别标注的RGB视频，具有场景级语义分割的密集三维点云、基于双目立体视觉的视频和全景图像。⑵四维图新的组合导航定位通过融合高精度卫星定位系统（HD-GNSS）、航位推算引擎定位（DREngine）、高精度地图定位（MAPFusion）三种模块，依托融合算法，发挥不同定位模块在不同场景的优势，使结果相互冗余，保证在各种环境下连续输出高质量定位结果。⑶高精度卫星定位通过载波相位差分技术RTK、地基增强网络和数据解算平台，可以每天连续24小时在全国范围播发厘米级高精度差分定位结果。⑷航位推算引擎定位航位推算引擎定位可以使系统在峡谷、隧道、城市遮挡严重等场景下，依然可以保证高精度定位结果输出的连续性，整合惯性导航IMU、车身里程计，结合车身CAN总线数据中的轮速、航向等信息，可有效降低车身位置的误差发散。3.高精度卫星定位高精度地图定位通过数据中定位图层的参考对象，与感知