项目5任务1 车辆定位导航系统概述

课堂导入：车辆定位导航系统概述观看下方视频并进行讨论和思考，回答右侧的问题？1.定位导航在我们生活中的应用有哪些？除了北斗还有哪些全球定位系统？项目五车辆定位与导航技术车辆定位导航系统概述任务1建议课时：2主讲人：03能概括车辆定位导航系统的关键技术01能说出车辆定位导航系统的功能02能说出车辆定位导航系统的组成重点难点①车辆定位导航系统的关键技术①车辆定位导航系统的关键技术行车路线设计（路径规划）路径引导服务综合信息服务移动通信一、车辆定位导航系统的功能观察下方图片并进行思考和讨论，说一说车辆定位导航系统的功能有哪些？一、车辆定位导航系统的功能车辆定位导航系统是集成应用了自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术和现代通信技术的高科技综合系统。它主要包含以下五大功能：路径引导服务综合信息服务移动通信功能自动车辆定位行车路线设计（路径规划）功能二、车辆定位导航系统的组成车辆定位导航系统一般由八大模块组成，其系统组成框图如下：二、车辆定位导航系统的组成01电子地图数据库是不可缺少的组成部分，包含以预定格式存储的数字化导航地图，为系统提供地理特征、道路位置、交通规则以及基础设施等信息二、车辆定位导航系统的组成地理信息系统引擎02是操作和查询电子地图数据库的接口，提供了电子地图的显示、浏览、动态刷新、缩放等功能和相关的信息检索和查询服务。二、车辆定位导航系统的组成定位模块03由定位传感器、数据处理及滤波电路组成，提供实时连续的车辆位置估计。二、车辆定位导航系统的组成地图匹配模块04将定位模块输出的位置估计与地图数据库提供的道路位置信息进行比较，通过匹配和识别确定车辆当前行驶路段及其在路段中的准确位置。二、车辆定位导航系统的组成01路径规划是依据电子地图道路信息，提供从车辆当前位置到目的地之间最优路径的过程。二、车辆定位导航系统的组成路径引导02根据地图数据库中的道路信息以及定位模块和地图匹配模块提供的当前车辆位置，产生适当的实时驾驶指令。二、车辆定位导航系统的组成无线通信模块03能够增强车载导航系统的功能，可以实现车辆与交通管理系统之间实时交通信息的互换。二、车辆定位导航系统的组成人机交互界面04提供用户与车载计算机系统之间的交互接口。三、车辆定位导航系统的关键技术你认为车辆定位导航系统的八大组成模块中最重要的是哪些呢？为什么？0706080402无线通信模块05路径规划路径引导人机交互界面地图匹配模块01电子地图数据库地理信息系统引擎03定位模块05路径规划01电子地图数据库03定位模块三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术01在车辆定位导航技术中，定位是实现导航功能的前提与基础，车辆定位是指确定车辆在地球表面上的坐标，常用的坐标位置表示方式为经纬度。地面无线电定位1卫星定位2独立定位3移动目标定位的主要技术三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——地面无线电定位01地面无线电定位是利用电磁波的恒定传播速率和路径的可预测性原理来进行定位的。A到达时间（TOA）B到达角度（AOA）C到达时间差（TDOA）常用的无线电定位技术三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——地面无线电定位01到达时间（TOA）到达角度（AOA）到达时间差（TDOA）TOA通过测量从多个已知位置的发射机传来的无线电信号到达接收端的时间来确定接收机的位置。AOA通过三角测量法定位，信号由车载发射机发射，处在已知位置的天线阵列接收信号并计算信号到两个或多个天线单元的入射角，车辆位置由入射角的交叉点确定。TDOA采用三边测量法定位，由多个已知位置的发射机发送时间同步信号，移动接收机接收信号并测量至少两组信号的到达时间差，由此确定接收机的位置。三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——地面无线电定位(特点)0101不受时间、天气限制，精度高，作用距离远，测量时间短；02易受到地面障碍物的干扰，从而产生信号衰减和多路径效应，造成定位精度下降或失效03目前很少应用于陆地车辆定位。三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——卫星定位01卫星定位导航系统（GNSS）是以导航定位卫星发射的信号来确定载体位置而进行导航的系统。特点用户端设备体积小、重量轻、功耗小、价格低、易于操作能够在全球范围内为陆地、海洋以及近地空间的用户提供连续准确的位置、速度和时间信息三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——卫星定位01四大卫星定位系统用户接收设备通用技能空间卫星地面监控系统卫星定位系统组成三、车辆定位导航系统的关键技术车辆定位技术——独立定位01依据牛顿力学原理定位，通过利用各种惯性传感器测量载体的速度、加速度、位移、航向等信息，解算出载体在惯性坐标系中的相对位置；缺点是具有误差累计效应。惯性导航系统典型的独立定位技术独立定位技术的特点:完全自主受外界因素的影响小三、车辆定位导航系统的关键技术路径规划技术02汽车导航中的路径规划是指在一定环境模型基础上，给定汽车起始点和目标点后，按照性能指标规划出一条无碰撞、能安全达到目标点的有效路径。全局路径规划局部路径规划轨迹规划三、车辆定位导航系统的关键技术路径规划技术02全局路径规划局部路径规划轨迹规划从出发点到目标点之间的纯几何路径规划，无关时间序列，无关车辆动力学。探测障碍物，并对障碍物的移动轨迹跟踪做出下一步可能位置的推算，最终绘制出一幅包含现存碰撞风险和潜在碰撞风险的障碍物地图。在全局路径规划和局部路径规划的基础上，结合时间序列和车辆动力学，对车辆运行轨迹的规划，主要是对车辆纵向加速度和横向角速度的设定。三、车辆定位导航系统的关键技术路径规划技术——技术要求02A车辆应该在自动避开所有障碍物的前提下，到达指定的目的地。C采用的路径简单可靠，以便简单实现对无人车的控制。E车辆选用合适的行驶策略，减少车辆的能量消耗。B车辆安全到达目的地所用的时间最短，路程最短。D车辆行驶的路径尽量不重复或者少重复。三、车辆定位导航系统的关键技术高精度地图技术03高精度地图是和普通导航电子地图做比较来说的，不同的自动驾驶级别对高精度地图的精度要求不一样。L1和L2级别的驾驶辅助L3到L5级别自动驾驶使用对象是人协助驾驶员驾驶精度要求10～50cm使用对象是车载计算平台精度要求至少为10cm，最高可达1cm一、判断题（）1.车辆定位导航系统的功能有且仅有：自动车辆定位、行车路线设计

（路径规划）、路径引导服务、综合信息服务、移动通信功能。（）2.车辆定位导航系统的移动通信功能主要是用于车主与车主之间、车

主与亲朋好友之间联系的。（）3.GNSS是以导航定位卫星发射的信号来确定载体位置而进行导航的

系统。（）4.路径规划是指在一定环境模型基础上，给定汽车起始点和目标点后，

按照性能指标规划出一条无碰撞、能安全达到目标点的最长路径。（）5.L1和L2级别的驾驶辅助所用高精度地图的精度要求为10～30cm。二、选择题1.车辆定位导航系统的组成图中各模块填写正确的（）。【单选题】A.①导航电子地图数据库②地图匹配③路径引导④路径规划B.①路径规划②路径引导③地图匹配④导航电子地图数据库C.①地图匹配②路径引导③路径规划

④导航电子地图数据库D.①路径规划②地图匹配③路径引导

④导航电子地图数据库B二、选择题2.移动目标定位技术主要有：（）。【多选题】A.地面无线电定位B.卫星定位C.差分定位D.独立定位3.常用GNSS有：（）。【单选题】A.GPSB.GLONASSC.BeidouD.Galileo4.路径规划技术包含了：（）这几个方面的概念。【多选题】A.