《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》電子教案

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案模板課題智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器介紹授課對象專業(yè)：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授法、討論法、舉例課時1授課地點多媒體教室教材《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》教材、PPT教具顯示器教學(xué)目標知識目標：（1）理解并掌握什么是智能傳感器。（2）能夠正確認知不同類型智能傳感器。（3）能夠正確認知不同類型智能傳感器的特點及應(yīng)用場景。技能目標：素養(yǎng)目標：（1）能夠遵紀守法、誠實守信，傳承中華民族的傳統(tǒng)美德；（2）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系。教學(xué)重點（1）智能傳感器的定義；（2）智能傳感器的種類；（3）不同種類智能傳感器的特性；（4）智能傳感器的應(yīng)用。教學(xué)難點（1）不同種類智能傳感器的特性；（2）智能傳感器的應(yīng)用。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)10分鐘自我介紹、課程介紹、考核方案、課前考勤、了解學(xué)生情況。課堂導(dǎo)入5分鐘高工程師在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，向企業(yè)介紹智能網(wǎng)聯(lián)汽車搭載的傳感器，并闡述智能傳感器的特點和用途。假如你是高工程師，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂討論理論課第一部分5分鐘1.智能傳感器簡述智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義智能網(wǎng)聯(lián)汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，可實現(xiàn)“安全、高效、舒適、節(jié)能”行駛，并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能傳感器主要有：攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達、組合導(dǎo)航和V2X（即車與車、外界的信息交換）等智能傳感器帶有微處理器，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理器相結(jié)合的產(chǎn)物。智能傳感器有自計算和信息處理功能；能夠自補償和自校準；能夠自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)；擁有信息存儲和記憶功能；能夠自診斷；可以實現(xiàn)雙向通信等功能。課堂講授課堂討論舉例證明理論課第二部分15分鐘2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器都有哪些種類？（1）超聲波雷達超聲波雷達是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。（2）毫米波雷達采用毫米波作為探測基質(zhì)的雷達。毫米波是位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點，它的頻率在30～300GHz之間，波長為1～10mm。最早應(yīng)用到汽車的ACC功能（自適應(yīng)巡航）。國家允許在汽車上使用的毫米波雷達的頻率有所不同，有24GHz、60GHz、77GHz和79GHz，常見的車載毫米波雷達頻率有24GHz和77GHz。（3）激光雷達以發(fā)射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。（4）組合導(dǎo)航包含全球定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航全球定位導(dǎo)航有四大運營商中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）、美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）和歐盟的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GALILEO）慣性導(dǎo)航不需要任何外來信息也不向外輻射任何信息，可在任何介質(zhì)和任何環(huán)境條件下實現(xiàn)導(dǎo)航，且能輸出車輛的位置、速度、方位和姿態(tài)等多種導(dǎo)航參數(shù)。導(dǎo)航精度隨時間而發(fā)散，即長期穩(wěn)定性差。組合導(dǎo)航的優(yōu)勢各種導(dǎo)航系統(tǒng)單獨使用時是很難滿足導(dǎo)航性能要求，采用組合導(dǎo)航技術(shù)，用兩種或兩種以上的非相似導(dǎo)航系統(tǒng)對同一導(dǎo)航信息作測量、解算以形成量測量，從這些量測量中計算出各導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差并校正。視覺傳感器利用光學(xué)元件和成像裝置獲取外部環(huán)境圖像信息的儀器，通常用圖像分辨率來描述視覺傳感器的性能。課堂講授課堂討論理論課第三部分5分鐘1.智能傳感器的應(yīng)用？自動泊車輔助、盲點監(jiān)測、開門預(yù)警、自適應(yīng)巡航、前碰撞預(yù)警、后碰撞預(yù)警、自動緊急制動、交通標志識別、車道偏離預(yù)警、車道保持等功能。課堂講授課堂討論舉例說明課程回顧5分鐘1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器都有哪些？2.智能傳感器都有哪些特點？3.超聲雷達有哪些特點？4.毫米波雷達有哪些特點？5.激光雷達的特點有哪些？6.組合導(dǎo)航的組成及各部分的特點是什么？7.視覺傳感器有哪些特點？8.智能傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上都有哪些應(yīng)用？課堂討論作業(yè)1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義。2.智能傳感器都有哪些種類，它們各自的特點是什么？下次上課檢查課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案模板課題智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢授課對象專業(yè)：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授法、討論法、舉例、提問課時1授課地點教室教材《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》教材、PPT教具顯示器教學(xué)目標知識目標：（1）能夠正確解讀智能傳感器相關(guān)政策；（2）能夠正確認知智能傳感器發(fā)展趨勢。技能目標：素質(zhì)目標：（1）能夠遵紀守法、誠實守信，傳承中華民族的傳統(tǒng)美德。（2）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系。教學(xué)重點（1）我國智能傳感器中長期的發(fā)展趨勢；（2）智能傳感器行業(yè)就業(yè)顯示。教學(xué)難點（1）分析我國智能傳感器中長期的發(fā)展趨勢。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘上節(jié)課程內(nèi)容回顧、本節(jié)課程內(nèi)容介紹、課前考勤。課堂導(dǎo)入5分鐘小楊是一名智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，想今后在智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器方面進行創(chuàng)業(yè)，但對整個行業(yè)和就業(yè)市場比較模糊，小楊應(yīng)該如何明確今后的發(fā)展方向呢。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，能夠認清智能傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢以及未來相關(guān)的就業(yè)形勢。課堂提問理論課第一部分25分鐘1.國家是如何支持智能網(wǎng)聯(lián)專業(yè)的？（1）為什么國家要重視發(fā)展智能傳感器？傳感器是信息系統(tǒng)的核心組成部分，是國家工業(yè)基礎(chǔ)能力的重要保障，在推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級方面發(fā)揮著關(guān)鍵的支撐性的作用。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷突破，產(chǎn)業(yè)大升級、行業(yè)大融合的態(tài)勢持續(xù)凸顯，加快智能傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于推進信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，乃至實現(xiàn)國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，具有重要意義。（2）國家為發(fā)展智能傳感器都制定了哪些政策？1）國家四部委于2013年發(fā)布了《加快推進傳感器及智能儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》2）2017年，?信部制定了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年?動計劃（2017-2019年）》3）工業(yè)和信息化部等部門先后印發(fā)了《實施智能傳感器三年行動指南》、《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》、《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃》等一系列文件，加快提升高端傳感器的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。2.我國智能傳感器行業(yè)中長期發(fā)展趨勢（1）智能傳感器在我國發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著測控系統(tǒng)自動化、智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)的傳感器已無法滿足自動化和智能化系統(tǒng)的要求，更多的需要傳感器本身具有更高的準確度、更高的可靠性能以及較強的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并配備簡單的數(shù)據(jù)處理功能，對傳感器本身進行檢查、校對和修正。 此外，自動化和智能化系統(tǒng)對傳感器探測精度等一系列指標有了較高要求，工藝要求也越來越高。（2）中國汽車傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的三大部分是：1）產(chǎn)業(yè)鏈上游：包括新材料、新工藝、新設(shè)備。材料分為半導(dǎo)體、陶瓷、金屬和有機材料①陶瓷材料供應(yīng)商：風(fēng)華高科、國瓷材料、萬豐電子②半導(dǎo)體材料供應(yīng)商：江豐電子、阿石創(chuàng)、有研新材、滬硅產(chǎn)業(yè)③金屬材料供應(yīng)商：寶鋼股份、江西銅業(yè)、紫金礦業(yè)、銅陵有色2）產(chǎn)業(yè)鏈中游：傳感器制造領(lǐng)域：寶隆科技、奧力威、日盈電子、華工科技、騰龍汽車、晶晟科技3）產(chǎn)業(yè)鏈下游汽車主機廠：比亞迪汽車、東風(fēng)雪鐵龍、中國一汽、廣汽集團、長城汽車、蔚來汽車（3）中國智能傳感器的發(fā)展趨勢2015年106億美元、2019年137億美元、2020年148億美元、2021年160億美元1）伴隨著汽車銷量的上升，汽車智能傳感器的需求量隨之上升。2）智能傳感器在眾多新興領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，如智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)和智慧城市。3）在汽車行業(yè)中，電動化、智能化功能將持續(xù)迭代，我國自動駕駛相關(guān)政策體系也在不斷的邁上新一級臺階，車載傳感器作為實現(xiàn)自動駕駛功能的核心部件有望獲取更大的受益。3.智能傳感器行業(yè)就業(yè)形勢（1）智能傳感器行業(yè)發(fā)展特點：1）產(chǎn)業(yè)集群形態(tài)發(fā)展；2）應(yīng)用領(lǐng)域集中于消費電子、汽車電子；3）優(yōu)勢智能傳感器產(chǎn)品主要為聲學(xué)、慣性、壓力傳感器。（2）國內(nèi)代表性的智能傳感器企業(yè)有哪些？軟通動力信息技術(shù)股份有限公司、中科創(chuàng)達軟件股份有限公司、北醒（北京）光子科技有限公司、中聯(lián)天通、鐳神智能、百度Apollo。（3）智能傳感器企業(yè)崗位要求：對智能傳感器進行安裝和測試工作、對智能傳感器進行數(shù)據(jù)采集及標定工作。崗位名稱崗位工作內(nèi)容ADAS測試工程師1、熟悉地圖、導(dǎo)航基礎(chǔ)知識；2、參與實車傳感器（攝像頭、超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達等）相關(guān)的感知性能實車測試工作；3、感知設(shè)備實車測試及標定；4、了解常用傳感器的特性，攝像頭、雷達、激光雷達等；5、負責(zé)實車傳感器（攝像頭、超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達等）相關(guān)的感知測試工作，完成測試工程師安排的道路數(shù)采任務(wù)，統(tǒng)計誤檢、漏檢等問題頻次；傳感器測試工程師1、自動駕駛相關(guān)傳感器的工作原理；2、傳感器測試與標定；3、負責(zé)毫米波雷達的靜態(tài)、動態(tài)性能測試；4、整理雷達測試數(shù)據(jù)，填寫測試記錄；5、負責(zé)組合導(dǎo)航產(chǎn)品實車路測，根據(jù)需求對系統(tǒng)進行標定和調(diào)試；6、負責(zé)根據(jù)系統(tǒng)或產(chǎn)品的功能需求完成測試計劃的制定，測試方案的編寫，測試用例的設(shè)計；7、熟悉地圖、導(dǎo)航基礎(chǔ)知識；8、參與實車傳感器（攝像頭、超聲波雷達、激光雷達、毫米波雷達等）相關(guān)的感知性能實車測試工作；9、了解常用傳感器的特性，攝像頭、雷達、激光雷達等；傳感器應(yīng)用工程師1、針對現(xiàn)有的路側(cè)和車載感知攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等產(chǎn)品進行應(yīng)用、性能測試和評估2、開發(fā)整理傳感器應(yīng)用相關(guān)工具鏈，進行測試分析工具開發(fā)3、參與路側(cè)感知方案的數(shù)據(jù)采集、測試和評估標定工程師1、視覺標定，點云提取、相機內(nèi)參、其他外參標定、標定工具使用2、負責(zé)多款車型的camera、lidar、radar、IMU、RTK等傳感器標定交付任務(wù)3、負責(zé)產(chǎn)線標定和售后標定等多種算法測試4、負責(zé)標定設(shè)備的管理和采購以及標定間布置慣導(dǎo)測試工程師1.負責(zé)慣導(dǎo)產(chǎn)品標定、補償測試及性能測試；2.用matlab軟件進行實驗數(shù)據(jù)分析，編寫測試試驗報告；3.制作實驗中的測試條件需要的工裝、測試電纜、測試電路等。課堂講授課堂討論舉例證明課程回顧（10分鐘）1.我國智能傳感器3大產(chǎn)業(yè)鏈都有哪些，他們都可以細分成哪些內(nèi)容？2.智能傳感器領(lǐng)域都有哪些重要的崗位？課堂討論作業(yè)1.我國智能傳感器的長期發(fā)展趨勢。2.智能傳感器的行業(yè)就業(yè)趨勢如何。下次上課檢查課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案模板課題毫米波雷達的拆裝授課對象專業(yè)：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授法、討論法、提問法、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點教室、實訓(xùn)場地教材《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》教材、PPT、實訓(xùn)工單、動畫、視頻教具多媒體、智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料開口扳手套裝、螺絲刀套裝、內(nèi)六角扳手套裝、棘輪工具套裝、傾角儀。教學(xué)目標知識目標：（1）了解毫米波雷達的功能和分類；（2）掌握毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）熟悉毫米波雷達的特點；（4）掌握毫米波雷達的應(yīng)用。技能目標：（1）能夠熟練完成毫米波雷達的拆裝工作；（2）能夠獨自完成毫米波雷達的安裝標定工作。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）毫米波雷達的功能和分類；（2）毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）毫米波雷達的特性；（4）毫米波雷達在汽車上的應(yīng)用；（5）毫米波雷達的位置標定。教學(xué)難點（1）毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（2）毫米波雷達的特性；（3）毫米波雷達在汽車上如何應(yīng)用；（4）毫米波雷達的位置標定。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘上節(jié)課程內(nèi)容回顧、本節(jié)課程內(nèi)容介紹、課前考勤。課堂導(dǎo)入5分鐘張技師在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，將一個新型毫米波雷達，安裝到某一型號的智能汽車上，并完成傳感器的裝車測試工作，形成測試報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作？課堂提問理論課第一部分30分鐘1.毫米波雷達的功能和分類（1）毫米波雷達的功能檢測目標物體的距離、方位角度和相對速度。用于目標的跟蹤和識別，能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)巡航控制、前后方防撞報警、盲點監(jiān)測、輔助停車、輔助變道、自主巡航等先進的巡航控制功能。（2）毫米波雷達的分類1）分類方式根據(jù)頻段、探測距離、工作方式，三種方式進行分類。2）按頻段分類國家24GHz60GHz76～81GHz77GHz79GHz中國允許允許允許--美國允許--允許允許歐盟允許--允許允許有些國家允許允許允許允許①不同頻段毫米波雷達特點及應(yīng)用場景：24GHz毫米波雷達的波長是12.5mm；60GHz毫米波雷達的波長是5mm；77GHz毫米波雷達的波長是3.9mm②毫米波雷達頻段對性能的影響根據(jù)電磁波的傳導(dǎo)特性，頻率越高波長越短，分辨率、測量精度就越高。從24GHz過渡到77GHz，雷達物體分辨準確度提高了2～4倍，距離測量和速度測量的精確度提高了3～5倍。3）按探測距離分類分為：近程雷達（SRR）、中程雷達（MRR）、遠程雷達（LRR）。近程毫米波雷達探測距離一般小于60m；中程毫米波雷達探測距離一般在100m左右；遠程毫米波雷達探測距離一般大于200m。中短距離以24GHz頻段為主；長距離以77GHz頻段為主。4）按工作方式分類分為：脈沖式毫米波雷達和連續(xù)波式毫米波雷達。①脈沖式毫米波雷達周期性的發(fā)射脈沖波進行探測。通過發(fā)射波與接收波之間的時間差來計算目標距離。適用于長距離目標探測，測量原理簡單，測量精度較高。②連續(xù)波式毫米波雷達工作方式連續(xù)波式毫米波雷達恒頻連續(xù)波頻移鍵控調(diào)頻連續(xù)波相移鍵控特點1.通過來自目標的多普勒頻移信息測速。2.不能測量距離。1.可測量目標距離和速度。2.難以測量多個目標。1.利用隨機二相碼或四相碼調(diào)制載頻測量距離和速度。2.要求分辨率較高時，對信號處理要求很高，目前技術(shù)難實現(xiàn)。1.可對多個目標測量距離、速度信息；分辨率高，信息處理復(fù)雜度低、成本低、技術(shù)成熟。2.好的線性跳頻度容易獲得，影響距離分辨率。車載毫米波雷達，廣泛應(yīng)用調(diào)頻連續(xù)波雷達。調(diào)頻連續(xù)波雷達既可以測距又可以測速，在近距離測量方面有很大的優(yōu)勢。可測量距離、速度和方位角。a調(diào)頻連續(xù)波雷達種類三角波、鋸齒波、編碼調(diào)頻或者噪聲調(diào)頻。車載毫米波雷達為三角波調(diào)頻。b特點：調(diào)頻連續(xù)波雷達可測量多個目標，且雷達發(fā)射功率隨時間基本不變，因此所需器件較少，電路結(jié)構(gòu)簡單，信號處理復(fù)雜度低，有利于向低成本化、小型化發(fā)展。但好的線性調(diào)頻不易獲得，影響距離分辨率。2.毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）車載毫米波雷達結(jié)構(gòu)單片微波集成電路（MMIC）芯片、數(shù)字信號處理器（DSP）、微控制器（MCU）、天線印制電路板（PCB）、毫米波雷達外殼。1）MMIC芯片包含了多種功能電路，如低噪聲放大器（LNA）、功率放大器、混頻器、壓控振蕩器（VCO），移相器。特點：電路損耗小，噪聲低、頻帶寬、動態(tài)范圍大、功率大、附加效率高、抗電磁輻射能力強。2）PCB電路板通常帶微陣列，即將高頻PCB集成在普通的PCB基板上實現(xiàn)天線的功能。內(nèi)部包含TX（發(fā)送）天線和RX（接收）天線，TX天線負責(zé)將射頻集成電路輸送來的高頻信號，向規(guī)定方向發(fā)射出去。RX天線負責(zé)接收反射回來的回波，然后輸送到射頻集成電路。3）數(shù)字信號處理器（DSP）通過內(nèi)部的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（DAC），將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸送給壓控振蕩器，并負責(zé)從射頻集成電路獲取中頻信號，經(jīng)其內(nèi)部的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（DAC），將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并用快速傅里葉變換、非相干積累、CFAR檢測、角度估計等處理方法，計算得到目標物體的距離、方位角以及速度信息。4）微控制器（MCU）負責(zé)控制數(shù)字信號處理器的工作，并接收數(shù)字信號處理器算出的目標物體的距離、方位角以及速度信息，同時結(jié)合接受到的汽車其他動態(tài)信息如汽車當(dāng)前的車速、檔位、橫擺角速度等，進行數(shù)據(jù)融合及處理，并通過通信總線發(fā)送給計算平臺及其他需要這些信息的控制單元。（2）車載毫米波雷達的工作原理利用多普勒效應(yīng)計算出目標的距離和速度。毫米波雷達發(fā)出毫米波信號，信號遇到目標物后產(chǎn)生回波信號，發(fā)射信號與回波信號相比形狀相同，時間有差值。當(dāng)目標與毫米波雷達之間有相對運動時，發(fā)射信號與回波信號之間除了時間差外，還會產(chǎn)生多普勒頻率。毫米波雷達通過分析發(fā)射信號和回波信號，計算出目標物與雷達之間的距離、速度和方位角等信息。1）距離測量毫米波雷達通過探測發(fā)射毫米波和回波的往返時間來得到目標物距離。公式：td＝2R/c解析：c為光速，td為時間差，2R為往返距離。2）速度測量速度的測量利用多普勒效應(yīng)計算，當(dāng)目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射信號頻率；反之當(dāng)目標遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射信號頻率。3）方位角測量通過多個并列的接收天線收到同一目標物體反射回來的毫米波的相位差d，計算得到目標的方位角?，對目標角度信息的解析需要至少兩個RX天線，采用比相法來實現(xiàn)測角功能，單發(fā)單收天線無法進行角度估計。3.毫米波雷達的特點毫米波是指頻率在30～300GHz，波長為1～10mm的電磁波。毫米波的波長位于微波與遠紅外波互相交疊的范圍，具有這兩種波長的特點。（1）優(yōu)點毫米波對于金屬敏感，對金屬制成的汽車探測性好。毫米波的高帶寬能夠提供更高的距離分辨率。毫米波的波束窄，抗干擾能力強，分辨率高。毫米波穿透能力強，不受雨、雪、霧、灰塵的影響，不受溫度、樣色的影響。毫米波雷達的探測距離遠。（2）缺點毫米波為電磁波，不能準確識別物體的大小，不能識別顏色。對非金屬物體的反射弱。毫米波雷達的探測區(qū)域為扇形區(qū)域，有盲區(qū)。4.毫米波雷達的應(yīng)用自適應(yīng)巡航（ACC）、前碰撞報警（FCW）、自動緊急制動（AEB）、盲點監(jiān)測（BSD）、變道輔助（LCA）、后碰撞預(yù)警（RCW）。（1）24GHz毫米波雷達應(yīng)用場景變道輔助盲點監(jiān)測（2）77GHz毫米波雷達應(yīng)用場景自適應(yīng)巡航前碰撞預(yù)警自動緊急制動后碰撞預(yù)警課堂講授課堂討論課堂回顧5分鐘1.我國的汽車規(guī)定，車載毫米波雷達都可以使用哪種頻率？2.車載毫米波雷達都有哪些部件組成？3.調(diào)頻連續(xù)波毫米波雷達如何測量距離？4.調(diào)頻連續(xù)波毫米波雷達如何檢測相對速度？5.調(diào)頻連續(xù)波毫米波雷達如何檢測方位角？6.24GHz毫米波雷達都有哪些應(yīng)用場景？7.77GHz毫米波雷達都有哪些應(yīng)用場景？課堂討論實訓(xùn)導(dǎo)入5分鐘小林是一個實習(xí)生，他在對一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車的毫米波雷達進行拆裝后，使用調(diào)試電腦檢測時，總是誤顯示前方有障礙物。車輛也無法進行毫米波雷達相關(guān)的自動駕駛測試。其實答案就在下方的實訓(xùn)中，各位同學(xué)能否通過下方的學(xué)習(xí)，幫助小林解決以上問題呢？課堂講授課堂討論實訓(xùn)講解15分鐘1.實訓(xùn)內(nèi)容智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達的拆裝2.操作規(guī)范講解（1）實訓(xùn)規(guī)則（2）實訓(xùn)注意事項3.實訓(xùn)流程講解通過分組操作的形式完成智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達的拆裝任務(wù)。按照老師制定的流程，進行實訓(xùn)任務(wù)的操作。課堂講授、課堂演示、動畫播放實訓(xùn)準備5分鐘1.任務(wù)準備：車輛準備：智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車。工具/材料準備：開口扳手套裝、螺絲刀套裝、內(nèi)六角扳手套裝、棘輪工具套裝、傾角儀。2.人員分工：組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂指導(dǎo)示范操作10分鐘由熟練操作人員，現(xiàn)場展示毫米波雷達拆裝的規(guī)范操作流程。課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)50分鐘1.實訓(xùn)任務(wù)分配根據(jù)分組，老師分配任務(wù)，各組同學(xué)輪換操作。最終，確保所有同學(xué)都完成毫米波雷達拆裝的任務(wù)。巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.我國對汽車開放的毫米波雷達頻段，都有哪幾種？2.車載毫米波雷達能夠檢測目標物的哪些要素？3.24GHz毫米波雷達通常被應(yīng)用到哪些駕駛場景，77GHz毫米波雷達通常被應(yīng)用到哪些駕駛場景？下次上課檢查課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案課題毫米波雷達的調(diào)試與標定授課對象學(xué)科：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時4授課地點實訓(xùn)教室教材智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)教材、任務(wù)工單、PPT、視頻教具智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料角反射器、卷尺、彩色膠帶、角度尺教學(xué)目標知識目標：（1）了解CAN總線的基礎(chǔ)知識；（2）毫米波雷達所在CAN總線的通信協(xié)議參數(shù)；（3）能夠解釋毫米波雷達標定的原因；（4）掌握毫米波雷達的數(shù)據(jù)發(fā)送方法；（5）能夠簡單分析毫米波雷達的數(shù)據(jù)含義。技能目標：（1）能夠完成毫米波雷達的通信調(diào)試；（2）能夠獨立完成毫米波雷達的標定；（3）能夠獨立完成毫米波雷達的碰撞區(qū)域測試。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）CAN總線通信協(xié)議參數(shù)構(gòu)成及解析；（2）毫米波雷達的標定方法；（3）毫米波雷達碰撞區(qū)域如何設(shè)定。教學(xué)難點毫米波雷達的CAN數(shù)據(jù)解析。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘課前考勤，本節(jié)課程內(nèi)容介紹。課堂提問課程導(dǎo)入5分鐘馬工程師在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，將一個新型毫米波雷達，安裝到某一型號的智能汽車上，并完成傳感器的裝車調(diào)試及標定工作，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂講授第一部分25分鐘1.毫米波雷達通信方式介紹（1）毫米波雷達通信方式介紹采用高速CAN網(wǎng)絡(luò)進行通信。1）CAN通信概述德國BOSCH公司開發(fā)國際標準工業(yè)控制和汽車電子領(lǐng)域國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一一種串行通信協(xié)議使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)（2）CAN通信的特點1）多主結(jié)構(gòu)以掛載多個通訊節(jié)點，節(jié)點之間的信號進過總線傳輸，實現(xiàn)節(jié)點間通訊各節(jié)點之間沒有主從關(guān)系2）CAN通信機制CAN-H電壓：2.5-3.5V；CAN-L電壓：1.5-2.5V;差分電壓=0V，表示邏輯“1”，為隱性；差分電壓=2V，表示邏輯“0”，為顯性。3）CAN總線波特率波特率（bandrate），指的是串口通信的速率，也就是串口通信時每秒鐘可以傳輸多少個二進制位。CAN總線的波特率有，125kbps、250kbps、500kbps、1000kbps（1mbps）汽車高速CAN波特率：500kbps；汽車低速CAN波特率：250kbps2.CAN總線數(shù)據(jù)幀四種類型：數(shù)據(jù)幀、遠程幀、錯誤幀、超載幀。（1）數(shù)據(jù)幀包含：標準幀、擴展幀標準和擴展幀主要區(qū)別就是在ID的位數(shù)上，標準幀是11位ID，擴展頓是29位ID。1）數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)幀起始：1bit，顯性信號，表示數(shù)據(jù)幀（或遠程幀）的開始。仲裁段：包括標識符位（ID）和遠程發(fā)送請求位（RTR）。標識符位，是一個功能性的地址，CAN接收器通過標識符來過濾數(shù)據(jù)幀；遠程發(fā)送請求位，用于區(qū)分該幀是數(shù)據(jù)幀還是遠程幀。顯性為數(shù)據(jù)幀，隱性為遠程幀?？刂贫危喊〝U展標識符位（IDE）、保留位（r）、數(shù)據(jù)長度編碼位（DLC）。擴展標識符位，用來表示該幀是標準格式還是擴展格式。保留位，保留，以后使用。數(shù)據(jù)長度編碼位，表示該幀實際發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度。數(shù)據(jù)段：發(fā)送數(shù)據(jù)的內(nèi)容，最多8個字節(jié)。循環(huán)校驗段（CRC段）：包括循環(huán)校驗序列（CRC）和界定符（DEL）。循環(huán)校驗序列，用于校驗傳輸是否正確；界定符，表示循環(huán)校驗序列的結(jié)束。確定段（ACK段）：包括確認位（ACK）和界定符（DEL），表示確認是否正常接收。確認位，節(jié)點收到正確的CRC序列時，發(fā)送端的ACK位被置位；界定符，隱性信號。幀結(jié)束：表示幀的結(jié)束。7位隱性信號。3.CAN數(shù)據(jù)幀的收發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達CAN通信配置參數(shù)：①設(shè)備接口：節(jié)點用于設(shè)置連接至毫米波雷達的CAN分析儀型號。②設(shè)備索引：表示第幾個串口設(shè)備。③通道：通常1個CAN分析儀可支持兩路CAN通道，0和1。④波特率：每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，單位為bps。⑤模式：正常模式是指可接收來自總線的消息也可以向總線發(fā)送消息，只聽模式是指只接收來自總線的消息，不向總線發(fā)送任何消息。4.毫米波雷達的標定通過標定確認毫米波雷達的安裝精度是否符合標準。分為距離標定、角度標定和碰撞區(qū)域測試。距離標定：檢測雷達的正前方探測精度。角度標定：檢測雷達的角度探測精度碰撞區(qū)域測試：指定某片區(qū)域為碰撞區(qū)域課堂講授課堂提問課堂回顧10分鐘CAN總線采用哪種通信機制？CAN總線由那個企業(yè)研發(fā)？CAN總線的最高傳輸速率是多少？CAN總線的數(shù)據(jù)幀和遠程幀采用哪個結(jié)構(gòu)甄別數(shù)據(jù)幀還是遠程幀？汽車網(wǎng)絡(luò)中的高速CAN的波特率通常是多少？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車的毫米波雷達，CAN通信的波特率是多少？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達的標定內(nèi)容有哪些？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達標定的目的是什么？實訓(xùn)課導(dǎo)入5分鐘小段在一個智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)做環(huán)境感知工程師的助理。一天它在試驗車上安裝了毫米波雷達之后，就直接去進行自動緊急制動功能的測試。各位同學(xué)，你們覺得小段會不會測試成功呢？課堂講授實訓(xùn)講解25分鐘1.實訓(xùn)內(nèi)容毫米波雷達通信調(diào)試、毫米波雷達距離及角度標定、毫米波雷達碰撞區(qū)域測試2.操作規(guī)范講解（1）實訓(xùn)規(guī)則（2）實訓(xùn)注意事項3.實訓(xùn)流程講解通過分組操作的形式完成智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車毫米波雷達通信調(diào)試、毫米波列大距離及角度標定和毫米波雷達碰撞區(qū)域測試任務(wù)。按照老師制定的流程，進行實訓(xùn)任務(wù)的操作。課堂講授動畫播放視頻播放實訓(xùn)準備15分鐘1.設(shè)備準備智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架。2.工具準備（1）任務(wù)1毫米波雷達調(diào)試任務(wù)工具準備：抹布、手套。（2）任務(wù)2毫米波雷達標定任務(wù)工具準備：卷尺、膠帶、角反、角度尺。（3）任務(wù)3毫米波雷達碰撞區(qū)域測試任務(wù)工具準備：卷尺、角反、膠帶。3.人員分工組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂指導(dǎo)示范操作15分鐘老師組織熟練操作人員進行標準流程操作演示實操過程課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)70分鐘1.實訓(xùn)任務(wù)分配根據(jù)分組，老師分配任務(wù)，各組同學(xué)輪換操作。最終，確保所有同學(xué)都完成毫米波雷達通信調(diào)試、毫米波雷達距離標定及毫米波雷達碰撞區(qū)域設(shè)置三個任務(wù)。巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.毫米波雷達通信調(diào)試的參數(shù)都有哪些？2.毫米波雷達的標定都包含哪些內(nèi)容？3.CAN數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)組成。課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案課題毫米波雷達的故障檢修授課對象學(xué)科：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點實訓(xùn)教室教材智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)教材、任務(wù)工單、PPT、視頻教具智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料萬用表、探針、跨接線、示波器、角反射器。教學(xué)目標知識目標：（1）能夠識讀毫米波雷達的電路；（2）了解毫米波雷達電路插接器針腳功能；（3）熟悉毫米波雷達故障診斷的方法；（4）熟練使用故障診斷的標準流程。技能目標：（1）能夠獨立完成毫米波雷達不能通信故障的診斷。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）毫米波雷達電路的識讀；（2）毫米波雷達電路故障診斷。教學(xué)難點毫米波雷達電路故障診斷的方法及流程。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘課前考勤，本節(jié)課程內(nèi)容介紹。課程導(dǎo)入5分鐘在黑板上畫出毫米波雷達的電路圖，讓電路圖存在錯誤，讓學(xué)生討論電路圖的錯誤?；蛘撸盒钤谝患抑悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，對出現(xiàn)故障的毫米波雷達檢測和維修，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能夠經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。第一部分15分鐘1.毫米波雷達電路識讀毫米波雷達通過CAN網(wǎng)絡(luò)與計算平臺通信，它的工作過程為：打開自動駕駛系統(tǒng)的電源開關(guān)，毫米波雷達通電喚醒，當(dāng)計算平臺發(fā)送請求信號，毫米波雷達開始工作，將雷達狀態(tài)數(shù)據(jù)和目標物檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給計算平臺。2.毫米波雷達插接器T8和計算平臺拆解器BD25課堂講授、課堂提問實訓(xùn)講解15分鐘任務(wù)名稱：毫米波雷達通信故障檢修實訓(xùn)講解：1.操作規(guī)范講解。2.實訓(xùn)流程講解。課堂講授、動畫播放、視頻播放實訓(xùn)準備5分鐘1.設(shè)備準備智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架。2.工具準備萬用表、探針、跨接線、示波器、角反射器。3.人員分工組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。4.故障設(shè)置使用故障設(shè)置工具，設(shè)置故障。課堂指導(dǎo)示范操作15分鐘故障檢測前防護故障再現(xiàn)故障初步檢查故障檢測故障維修維修后檢查課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)70分鐘故障檢測前防護故障再現(xiàn)故障初步檢查故障檢測故障維修維修后檢查巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.毫米波雷達電路如何工作？2.毫米波雷達電路故障的診斷流程？課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案課題超聲雷達的拆裝授課對象專業(yè)：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授法、討論法、提問法、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點教室、實訓(xùn)場地教材《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》教材、PPT、實訓(xùn)工單、動畫、視頻教具多媒體、智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車工具/材料螺絲刀套裝、棘輪工具套裝。教學(xué)目標知識目標：（1）了解超聲波雷達的功能和分類；（2）掌握超聲波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）熟悉超聲波雷達的特點；（4）能夠熟練判讀超聲波雷達的應(yīng)用場景。技能目標：（1）能夠熟練完成超聲波雷達的拆裝工作。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）超聲波雷達的功能和分類；（2）超聲波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）超聲波雷達的特性；（4）超聲波雷達在汽車上的應(yīng)用；（5）超聲波雷達的位置標定。教學(xué)難點（1）超聲波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理；（2）超聲波雷達的特性；（3）超聲波雷達在汽車上如何應(yīng)用；（4）超聲波雷達的位置標定。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘上節(jié)課程內(nèi)容回顧、本節(jié)課程內(nèi)容介紹、課前考勤。課堂導(dǎo)入5分鐘小楊在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，將一個新型超聲波雷達，安裝到某一型號的智能汽車上，并完成傳感器的裝車測試工作，形成測試報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能夠經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂提問理論課第一部分30分鐘1.超聲波雷達的功能和分類（1）超聲波雷達的功能采用超聲波進行測距的雷達。蝙蝠測距原理。短程超聲波雷達SRU：輔助泊車系統(tǒng)UPA，安裝在車輛前后方；長程超聲波雷達LRU：自動泊車系統(tǒng)APA，安裝在車輛前后側(cè)的雷達。（2）超聲波雷達的分類短距離超聲波雷達（SRU）和長距離超聲波雷達（LRU）兩大類2.毫米波雷達的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）超聲波雷達的結(jié)構(gòu)超聲波雷達探頭、超聲波雷達控制器。1）超聲波雷達探頭①結(jié)構(gòu)金屬或塑料外殼，其頂部有屏蔽柵，內(nèi)部有壓電晶片和共振盤。a）結(jié)構(gòu)一b)結(jié)構(gòu)二②工作原理超聲波雷達探頭內(nèi)部的兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)對壓電晶片兩極施加電壓脈沖，且脈沖信號的頻率與壓電晶片的振蕩頻率相等時，壓電晶片將產(chǎn)生共振并驅(qū)動諧振器板振動，壓電超聲發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，此時壓電超聲發(fā)生器就成為超聲波發(fā)生器；如果兩個電極之間沒有施加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，壓電晶片振動，機械能被轉(zhuǎn)換成電信號，此時壓電超聲發(fā)生器就成為超聲波接收器。③測距原理超聲波發(fā)射裝置向外發(fā)射超聲波（注意，這種超聲波是機械波不是電磁波）；發(fā)生超聲波后，系統(tǒng)再利用接收器接收返回來的時間差來測算距離。④超聲波雷達探頭的發(fā)射頻率一般有40kHz,48kHz和58kHz三種，一般采用的是40kHz的探頭2）超聲波雷達控制器控制超聲波雷達探頭的工作；與其他模塊通信；故障存儲和上報。3）報警器接收控制器傳輸?shù)木嚯x數(shù)據(jù)或報警信息。（2）車載超聲波雷達的工作原理3.毫米波雷達的特點采用聲波測距，340m/s。（1）優(yōu)點頻率都相對固定，40kHz、48kHz和58kHz等，頻率不同，探測的范圍也不同。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，信息處理簡單可靠，易于小型化與集成化，并且可以進行實時控制。靈敏度較高?？弓h(huán)境干擾能力強，對天氣變化不敏感?？稍谑覂?nèi)或黑暗環(huán)境工作。（2）缺點測量距離較短。在速度很高情況下測量距離有一定的局限性。毫米波雷達的探測區(qū)域為扇形區(qū)域，有盲區(qū)。4.毫米波雷達的應(yīng)用倒車輔助、盲區(qū)監(jiān)測、自動泊車輔助、自動緊急制動、跟車功能。（1）倒車輔助（2）盲區(qū)監(jiān)測（3）自動泊車（4）自動緊急制動課堂講授課堂討論課堂回顧5分鐘1.我國的汽車規(guī)定，超聲波雷達都有哪種頻率？常用超聲波雷達的頻率是？2.車載超聲波雷達都有哪些部件組成？3.超聲波波雷達如何測量距離？4.超聲波雷達能否測量車速？5.超聲波雷達都有哪些應(yīng)用場景？6.超聲波雷達探頭如何工作？課堂討論實訓(xùn)講解15分鐘1.實訓(xùn)內(nèi)容智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達系統(tǒng)的拆裝2.操作規(guī)范講解（1）實訓(xùn)規(guī)則（2）實訓(xùn)注意事項3.實訓(xùn)流程講解通過分組操作的形式完成智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達的拆裝任務(wù)。按照老師制定的流程，進行實訓(xùn)任務(wù)的操作。課堂講授、課堂演示、動畫播放實訓(xùn)準備5分鐘1.任務(wù)準備：車輛準備：智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車。工具/材料準備：螺絲刀套裝、棘輪工具套裝。2.人員分工：組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂指導(dǎo)示范操作10分鐘由熟練操作人員，現(xiàn)場展示超聲波雷達探頭及控制器拆裝的規(guī)范操作流程。課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)55分鐘1.實訓(xùn)任務(wù)分配根據(jù)分組，老師分配任務(wù)，各組同學(xué)輪換操作。最終，確保所有同學(xué)都完成超聲波雷達拆裝的任務(wù)。巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.超聲波雷達的頻段，都有哪幾種？2.超聲波雷達用于檢測目標物的哪些要素？3.超聲波雷達的頻段與其檢測距離有什么關(guān)系？4.超聲波雷達在汽車上主要有哪些應(yīng)用？下次上課檢查課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案課題超聲波雷達的調(diào)試與標定授課對象學(xué)科：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點實訓(xùn)教室教材智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)教材、任務(wù)工單、PPT、視頻教具智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料角反射器、卷尺、彩色膠帶教學(xué)目標知識目標：（1）掌握超聲波雷達所在CAN總線的通信協(xié)議參數(shù)；（2）掌握超聲波雷達的數(shù)據(jù)接受和發(fā)送方法；（3）能夠簡單分析超聲波雷達的數(shù)據(jù)含義；（4）能夠解釋超聲波雷達標定的原因。技能目標：（1）能夠獨立完成超聲波雷達的通信調(diào)試；（2）能夠獨立完成超聲波雷達的標定。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）超聲波雷達CAN總線通信協(xié)議參數(shù)構(gòu)成及解析；（2）超聲波雷達的標定方法。教學(xué)難點超聲波雷達的CAN數(shù)據(jù)解析。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘課前考勤，本節(jié)課程內(nèi)容介紹?；仡機AN通信的相關(guān)內(nèi)容課堂提問課程導(dǎo)入5分鐘小楊在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，將一個新型超聲波雷達，安裝到某一型號的智能汽車上，并完成傳感器的裝車調(diào)試及標定工作，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂講授第一部分25分鐘1.超聲波雷達調(diào)試（1）超聲波雷達通信配置智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達CAN通信配置參數(shù)：①設(shè)備接口：節(jié)點用于設(shè)置連接至毫米波雷達的CAN分析儀型號。②設(shè)備索引：表示第幾個串口設(shè)備。③通道：通常1個CAN分析儀可支持兩路CAN通道，0和1。④波特率：每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，單位為bps。⑤模式：正常模式是指可接收來自總線的消息也可以向總線發(fā)送消息，只聽模式是指只接收來自總線的消息，不向總線發(fā)送任何消息。2.超聲波雷達數(shù)據(jù)接收（1）超聲波雷達數(shù)據(jù)的接收超聲波雷達與上位機能夠通信后，即可進行雷達數(shù)據(jù)的接收。第一步：完成超聲波雷達通信配置。第二步：啟動超聲波雷達。第三步：點選“數(shù)據(jù)記錄”，勾選“雷達狀態(tài)輸出”。（2）超聲波雷達數(shù)據(jù)解析超聲波雷達ID識別：0x501、0x502ID為0x501的數(shù)據(jù)幀，包含1-4號探頭的數(shù)據(jù)；ID為0x502的數(shù)據(jù)幀，包含5-8號探頭的數(shù)據(jù)。每路探頭的數(shù)據(jù)由2位BCD碼（十進制編碼），讀數(shù)時，先讀高字節(jié)，后讀低字節(jié)，單位是mm2.超聲波雷達數(shù)據(jù)發(fā)送（1）超聲波雷達數(shù)據(jù)的發(fā)送發(fā)送的幀：幀類型為“標準幀”；幀格式為“數(shù)據(jù)幀”；幀ID為“0x601”。（2）超聲波雷達指令數(shù)據(jù)解析IDDLC（數(shù)據(jù)長度編碼）Byte0Byte1Byte20x6010x03（數(shù)據(jù)由3個字節(jié)組成）0xb1~0xba0x100xff解析表一幀格式意義簡稱內(nèi)容Byte0（數(shù)據(jù)區(qū)第一字節(jié)）0xb1表示遠距離（建議＞2米）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)290mm；最遠顯示距離5000mm0xb2表示最遠距離（建議＞2米）索要測量長度數(shù)據(jù)，返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)290mm；最遠顯示距離5000mm0xb3表示較遠距離（建議＜2米）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)250mm；最遠顯示距離5000mm0xb4表示較遠距離（建議＜2米）索要測量長度數(shù)據(jù),返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)250mm；最遠顯示距離5000mm0xb5表示稍遠距離（建議＜1.5米）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)205mm；最遠顯示距離5000mm0xb6表示稍遠距離（建議＜1.5米）索要測量長度數(shù)據(jù),返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)205mm；最遠顯示距離5000mm0xb7表示近距離（建議＜1米）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)200mm最遠顯示距離5000mm0xb8表示近距離（建議＜1米）索要測量長度數(shù)據(jù),返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)200mm最遠顯示距離5000mm0xb9表示近距離（建議＜0.2米）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)為130mm（此指令抗干擾性能比較差，對電源要求較高，若探頭插上后，輸出一直是130mm可微調(diào)對應(yīng)接口的中周<中頻變壓器>），最遠顯示距離5000mm0xba表示近距離（建議＜0.2米）索要測量長度數(shù)據(jù),返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)為130mm（此指令抗干擾性能比較差，對電源要求較高，若探頭插130mm可微調(diào)對應(yīng)接口的中周<中頻變壓器>），最遠顯示距離5000mm0xbb表示雨天工作模式（建議雨天時使用該指令）索要測量長度數(shù)據(jù)，不間斷返回距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)為290mm，最遠探測距離2500mm左右，最遠顯示距離5000mm0xbc表示雨天工作模式（建議雨天時使用該指令）索要測量長度數(shù)據(jù),返回一次距離數(shù)據(jù)，盲區(qū)為290mm，最遠探測距離2500mm左右，最遠顯示距離5000mmByte2、Byte3數(shù)據(jù)區(qū)第2-3字節(jié)工作探頭選擇2字節(jié)定義如下：2位16進制，先高字節(jié)，后低字節(jié)組成的16位來確定索要哪幾個探頭數(shù)據(jù)及機號，其中低12位（0~11）確定索要數(shù)據(jù)的探頭號，高4位（12~15）確定機號。低12位中第n位為1，則第n+1號探頭需要輸出距離數(shù)據(jù)。例如：0x100x35，則表示機號為01的模塊返回1、3、5、6號探頭的數(shù)據(jù)；又如：0x100x00則停止索要探頭輸出數(shù)據(jù)。出廠默認機號為01號例如：此時需要1~8號探頭數(shù)據(jù)，可發(fā)b310ff,約定8路探頭數(shù)據(jù)全部需要，此時探頭選擇的2個字節(jié)必須是10ff；若需要探頭停止工作，此時探頭選擇的2個字節(jié)是1000可發(fā)送b31000（不需要距離數(shù)據(jù)時讓探頭停止工作，工作一段時間讓探頭停止工作幾秒，都能提高探頭使用壽命）注意：本產(chǎn)品功能只能全部輸出8路探頭的數(shù)據(jù)，不能選擇哪幾個探頭工作，因此索要測距數(shù)據(jù)時該2個字節(jié)必須是10ff需要探頭停止工作時該2個字節(jié)必須是10003.超聲波雷達的標定檢測雷達的正前方探測精度距離標定距離設(shè)定為1m、3m或5m操作方法是，在車輛前方測量標準距離，在標準距離上放置目標物，用雷達測量，以檢查出雷達的測距精度。課堂講授課堂提問課堂回顧10分鐘智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車的超聲波雷達，CAN通信的波特率是多少？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達檢測數(shù)據(jù)的ID有哪些？超聲波雷達指令數(shù)據(jù)的ID是什么？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達的標定內(nèi)容有哪些？智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達標定的目的是什么？實訓(xùn)課導(dǎo)入5分鐘小段在一個智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)做環(huán)境感知工程師的助理。一天它在試驗車上安裝了毫米波雷達之后，就直接去進行自動緊急制動功能的測試。各位同學(xué)，你們覺得小段會不會測試成功呢？課堂講授實訓(xùn)講解15分鐘1.實訓(xùn)內(nèi)容超聲波雷達通信調(diào)試、超聲波雷達距離標定2.操作規(guī)范講解（1）實訓(xùn)規(guī)則（2）實訓(xùn)注意事項3.實訓(xùn)流程講解通過分組操作的形式完成智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車超聲波雷達調(diào)試與標定任務(wù)。按照老師制定的流程，進行實訓(xùn)任務(wù)的操作。課堂講授動畫播放視頻播放實訓(xùn)準備5分鐘1.設(shè)備準備智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架。2.工具準備（1）任務(wù)1超聲波雷達通信調(diào)試任務(wù)工具準備：（2）任務(wù)2超聲波雷達距離標定工具準備：卷尺、角反、角度尺。3.人員分工組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂指導(dǎo)示范操作10分鐘老師組織熟練操作人員進行標準流程操作演示實操過程課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)50分鐘1.實訓(xùn)任務(wù)分配根據(jù)分組，老師分配任務(wù)，各組同學(xué)輪換操作。最終，確保所有同學(xué)都完成超聲波雷達通信調(diào)試及超聲波雷達距離標定兩個任務(wù)的實訓(xùn)。巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.超聲波雷達通信調(diào)試的參數(shù)都有哪些？2.超聲波雷達的距離標定都包含哪些內(nèi)容？3.根據(jù)數(shù)據(jù)表解析幀ID為502的數(shù)據(jù)：2500150035005000課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案模板課題超聲波雷達的故障檢修授課對象學(xué)科：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點實訓(xùn)教室教材智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)教材、任務(wù)工單、PPT、視頻教具智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料萬用表、探針、跨接線、角反射器。教學(xué)目標知識目標：（1）能夠識讀超聲波雷達的電路；（2）了解超聲波雷達電路插接器針腳功能；（3）熟悉超聲波雷達故障診斷的方法；（4）熟練使用故障診斷的標準流程。技能目標：（1）能夠獨立完成超聲波雷達不能工作故障的診斷。素養(yǎng)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）超聲波雷達電路的識讀；（2）超聲波雷達電路故障診斷。教學(xué)難點超聲波雷達電路故障診斷的方法及流程。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘課前考勤，本節(jié)課程內(nèi)容介紹。課程導(dǎo)入5分鐘在黑板上畫出超聲波雷達的電路圖，讓電路圖存在錯誤，讓學(xué)生討論電路圖的錯誤。或者：小楊在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，客戶反映“高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS存在故障”，其中盲點檢測（BSM）、自動泊車（APA）功能受限不可使用。他的工作是，對出現(xiàn)故障的超聲波雷達檢測和維修，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。第一部分15分鐘1.超聲波雷達電路識讀超聲波雷達探頭通過專用插接器與超聲波雷達控制器連接，由超聲波雷達控制器控制工作。超聲波雷達控制器由常電電源“10A保險絲FL3”經(jīng)T7插接器的T7/1針腳供電；由T7/5針腳與車身搭鐵連接提供負極回路；由針腳T7/7和T7/6連接至計算平臺的CAN-H和CAN-L接口進行通信。它的工作過程為：打開自動駕駛開關(guān)到on擋，超聲波雷達控制器通電工作，控制超聲波雷達探頭，測量車輛前后方障礙物的距離；并將這些數(shù)據(jù)通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳輸給計算平臺。超聲波雷達插接器T7和計算平臺拆解器BD25課堂講授、課堂提問實訓(xùn)講解15分鐘任務(wù)名稱：超聲波雷達電源故障檢修實訓(xùn)講解：1.操作規(guī)范講解。2.實訓(xùn)流程講解。課堂講授、動畫播放、視頻播放實訓(xùn)準備5分鐘1.設(shè)備準備智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架。2.工具準備萬用表、探針、跨接線。3.人員分工組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。4.故障設(shè)置使用故障設(shè)置工具，設(shè)置故障。課堂指導(dǎo)示范操作15分鐘故障檢測前防護故障再現(xiàn)故障初步檢查故障檢測故障維修維修后檢查課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)70分鐘故障檢測前防護故障再現(xiàn)故障初步檢查故障檢測故障維修維修后檢查巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.超聲波雷達電路如何工作？2.超聲波雷達電路故障的診斷流程？課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案課題組合導(dǎo)航系統(tǒng)的拆裝授課對象專業(yè)：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授法、討論法、提問法、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時3授課地點教室、實訓(xùn)場地教材《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》教材、PPT、實訓(xùn)工單、動畫、視頻教具多媒體、智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車工具/材料螺絲刀套裝、棘輪工具套裝。教學(xué)目標知識目標：（1）了解組合導(dǎo)航的功能和分類；（2）掌握組合導(dǎo)航的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）熟悉組合導(dǎo)航的特點；（4）能夠判斷組合導(dǎo)航的應(yīng)用。技能目標：（1）能夠熟練完成組合導(dǎo)航系統(tǒng)各部件的拆裝工作。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）組合導(dǎo)航系統(tǒng)的功能和分類；（2）組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理；（3）慣性導(dǎo)航的特性；（4）衛(wèi)星導(dǎo)航的定位特性；（5）組合導(dǎo)航在汽車上的應(yīng)用。教學(xué)難點（1）GPS導(dǎo)航的工作原理；（2）慣性導(dǎo)航的工作原理；（3）差分定位原理；（4）組合導(dǎo)航控制器的安裝要求。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘上節(jié)課程內(nèi)容回顧、本節(jié)課程內(nèi)容介紹、課前考勤。課堂導(dǎo)入5分鐘小楊在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，在某型智能網(wǎng)聯(lián)汽車組合導(dǎo)航的裝配、調(diào)試、故障檢修等工作，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂提問理論課第一部分25分鐘1.組合導(dǎo)航概述（1）組合導(dǎo)航定義組合導(dǎo)航是指將兩種或兩種以上的導(dǎo)航技術(shù)組合后的系統(tǒng)。（2）組合導(dǎo)航的功能組合導(dǎo)航克服了單一導(dǎo)航的局限性，充分發(fā)揮了各自導(dǎo)航的獨特性，能夠利用多種信息源，構(gòu)成一種有冗余度和準確度更高的多功能導(dǎo)航系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它容易受到環(huán)境的影響。慣性導(dǎo)航，定位精度會隨時間的流逝變差，過一段時間，就需要進行定位精度的補償。常見組合導(dǎo)航的組合方式：1）GPS/MM組合2）GPS/DR組合3）GPS/DR/MM組合4）GPS/IMU組合智能網(wǎng)聯(lián)汽車或無人駕駛汽車的導(dǎo)航定位，通常采用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)或北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)+慣性導(dǎo)航。2.組合導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組合導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、IMU慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DTU組成。（1）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1)定義全稱全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)是能在地球表面或近地空間的任何地點為用戶提供全天候的三維坐標和速度以及時間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。2）種類①北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所屬國家：中國特點：由55顆衛(wèi)星組成，定位精度達到米級，能夠軍民兩用。②格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)所屬國家：俄羅斯特點：由24顆衛(wèi)星（其中3顆備用）組成，定位精度比GPS低，軍民兩用精度約為10m；高緯度地區(qū)的定位精度高于GPS。③伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所屬國家：歐盟特點：由30顆衛(wèi)星(其中6顆備用)組成，專門用于民用。離地面高度24126km。④GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)所屬國家：美國特點：31顆衛(wèi)星(24顆工作，其它備用)組成，采用4星定位，軍民兩用，分布在6條交點互隔60°的軌道面上，距離地面約20000km。3）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成以GPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為例，介紹衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成。由空間部分，地面控制部分，用戶設(shè)備部分組成。其他的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成與GPS基本一樣。1）空間部分GPS的空間部分是由31顆衛(wèi)星組成，其中24顆衛(wèi)星處于工作狀態(tài)，其他衛(wèi)星為備用衛(wèi)星，這些衛(wèi)星位于距地表20200km的上空，分布在6條角度互隔60°的軌道上，運行周期約為12h。2）地面控制系統(tǒng)地面控制系統(tǒng)由分布在全球的由若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。3）GPS接收機GPS接收機由接收天線、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備（計算機、手機、氣象儀器）等組成。它接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進行導(dǎo)航定位等工作。（3）衛(wèi)星定位原理4大衛(wèi)星定位系統(tǒng)，都是采用3星定位原理。以GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)為例，介紹衛(wèi)星導(dǎo)航的定位原理。工作原理在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X，Y，Z）?？紤]到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經(jīng)緯度和海拔。差分定位技術(shù)為提高定位精度，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用差分GPS(DGPS)技術(shù)，即建立基準站(差分臺)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出修正數(shù)據(jù)，并對外發(fā)布。接收機收到該修正數(shù)后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分定位，GPS定位精度可提高到2厘米。2.慣性定位系統(tǒng)（1）定義一種利用陀螺儀或加速度計等慣性傳感器測量載體的加速度和角速度信息，并結(jié)合給定的初始條件，利用牛頓運動定律自動推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)而實現(xiàn)自主式導(dǎo)航的技術(shù)。（2）組成測量裝置、計算機、顯示器（3）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的原理慣性導(dǎo)航系統(tǒng)屬于推算導(dǎo)航方式，即從一已知點的位置根據(jù)連續(xù)測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置，因而可連續(xù)測出運動體的當(dāng)前位置。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的陀螺儀用來形成一個導(dǎo)航坐標系，使加速度計的測量軸穩(wěn)定在該坐標系中，并給出航向和姿態(tài)角；加速度計用來測量運動體的加速度，經(jīng)過對時間的一次積分得到速度，速度再經(jīng)過對時間的一次積分即可得到距離。（4）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點1）優(yōu)點不受外界干擾全天候?qū)Ш较到y(tǒng)可在空中、地表以及水下工作提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)更新率較高、短期精度和穩(wěn)定性較好2）缺點定位誤差會隨著時間增大，長期精度也會變差；使用之前需要用較長的時間來進行初始對準時間；設(shè)備的價格相比較之下會昂貴；不能給出時間信息。（5）慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用1）與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)配合定位在GPS信號丟失或很弱的情況下，暫時填補GPS留下的空缺。如：山洞隧道、高架橋下、地下停車場、茂密樹蔭下等場景。2）配合激光雷達GPS+IMU為激光雷達的空間位置和脈沖發(fā)射姿態(tài)提供高精度定位，建立激光雷達云點的三維坐標系。導(dǎo)航數(shù)據(jù)和激光雷達信號融合方式為，通過IMU慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS等，得到一個預(yù)測的全局位置，當(dāng)激光雷達實時掃描單次的點云數(shù)據(jù)后，位置信息結(jié)合單次的點云數(shù)據(jù)進行匹配，進行特征提取。這些特征包括路沿、車道線、高度等周圍點線面的特征。3.DTU及其天線1）定義數(shù)據(jù)傳輸單元DTU(DataTransferunit)是專門用于將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進行傳送的無線終端設(shè)備。2）功能把遠端設(shè)備的數(shù)據(jù)通過有線/無線的方式傳送回后臺中心。3）組成DTU、客戶設(shè)備、移動網(wǎng)絡(luò)、后臺中心。在前端，DTU和客戶的設(shè)備通過232或者485接口相連。只有DTU是不能完成數(shù)據(jù)的無線傳輸?shù)?，還需要有后臺軟件的配合一起使用。在建立連接后，前端的設(shè)備和后臺的中心就可以通DTU進行無線數(shù)據(jù)傳輸了，而且是雙向的傳輸。在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，組合導(dǎo)航控制就是DTU的客戶設(shè)備（前端），它通過串口與DTU相連，實現(xiàn)雙向傳輸。DTU的移動網(wǎng)絡(luò)就是4G網(wǎng)絡(luò)，GPS衛(wèi)星基站就是后臺中心，DTU通過4G網(wǎng)絡(luò)與基站連接，傳輸差分定位數(shù)據(jù)，實現(xiàn)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的差分定位。4）DTU的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于電力、環(huán)保、LED信息發(fā)布、物流、水文、氣象等行業(yè)領(lǐng)域。4.組合導(dǎo)航的特點（1）優(yōu)點1）精度更高。2）足夠的量測冗余度?？稍趯?dǎo)航子系統(tǒng)工作模式間進行自動切換，從而進一步提高系統(tǒng)工作可靠性。3）可實現(xiàn)對各導(dǎo)航子系統(tǒng)及其元器件誤差的校準，從而放寬了對導(dǎo)航子系統(tǒng)技術(shù)指標的要求。課堂講授課堂討論課堂回顧10分鐘1.組合導(dǎo)航的定義？2.衛(wèi)星導(dǎo)航的特點？3.慣性導(dǎo)航的特點？4.衛(wèi)星導(dǎo)航的種類及所屬國家？5.衛(wèi)星導(dǎo)航的結(jié)構(gòu)及工作原理？6.慣性導(dǎo)航的結(jié)構(gòu)及工作原理？課堂討論實訓(xùn)講解15分鐘1.實訓(xùn)內(nèi)容智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的拆裝2.操作規(guī)范講解（1）實訓(xùn)規(guī)則（2）實訓(xùn)注意事項3.實訓(xùn)流程講解通過分組操作的形式完成智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車組合導(dǎo)航系統(tǒng)的拆裝任務(wù)。按照老師制定的流程，進行實訓(xùn)任務(wù)的操作。課堂講授、課堂演示、動畫播放實訓(xùn)準備5分鐘1.任務(wù)準備：車輛準備：智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車。工具/材料準備：螺絲刀套裝、棘輪工具套裝。2.人員分工：組長一名、記錄人員2名，檢驗員2名，操作人員若干，以上角色可通過選舉、抽簽或老師指定等方式擔(dān)任，通過多個任務(wù)的訓(xùn)練，爭取讓每個學(xué)生輪流擔(dān)任不同角色，以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。課堂指導(dǎo)示范操作10分鐘由熟練操作人員，現(xiàn)場展示組合導(dǎo)航天線、控制器及DTU拆裝的規(guī)范操作流程。課堂指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)55分鐘1.實訓(xùn)任務(wù)分配根據(jù)分組，老師分配任務(wù)，各組同學(xué)輪換操作。最終，確保所有同學(xué)都完成組合導(dǎo)航系統(tǒng)拆裝任務(wù)的實訓(xùn)。巡回指導(dǎo)實訓(xùn)現(xiàn)場清理5分鐘1.實訓(xùn)設(shè)備整理、歸位。2.實訓(xùn)工具、實訓(xùn)材料清理歸位。3.實訓(xùn)場地衛(wèi)生清理。課堂監(jiān)督作業(yè)1.組合導(dǎo)航的優(yōu)點有哪些？2.衛(wèi)星導(dǎo)航的工作原理？3.差分定位是如何實現(xiàn)的？4.詳細描述慣性導(dǎo)航的優(yōu)缺點？下次上課檢查課后反思

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)》課程授課教案模板課題組合導(dǎo)航的調(diào)試與標定授課對象學(xué)科：智能網(wǎng)聯(lián)年級：班級：授課方式講授、播放視頻、布置要求、學(xué)生實訓(xùn)操作、巡回指導(dǎo)課時4授課地點實訓(xùn)教室教材智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器測試與裝調(diào)教材、任務(wù)工單、PPT、視頻教具智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車、智能傳感器裝配調(diào)試臺架工具/材料卷尺、激光測距儀教學(xué)目標知識目標：（1）了解組合導(dǎo)航的通信方式；（2）掌握組合導(dǎo)航通信配置參數(shù)；（3）了解組合導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及解析方式；（4）掌握組合導(dǎo)航串口設(shè)置命令；（5）理解組合導(dǎo)航串口設(shè)置命令的解析內(nèi)容。技能目標：（1）能夠獨立完成組合導(dǎo)航的通信調(diào)試；（2）能夠根據(jù)組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)解析表，解析組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)；（3）能夠使用組合導(dǎo)航測試軟件正確發(fā)送命令數(shù)據(jù)，根據(jù)解析表解析反饋數(shù)據(jù)；（4）能夠獨立完成組合導(dǎo)航系統(tǒng)的桿臂標定。素質(zhì)目標：（1）能夠嚴于律己、寬以待人，和同學(xué)及老師建立良好的關(guān)系；（2）實踐過程中，培養(yǎng)集體意識和團隊合作精神，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)素養(yǎng)；（3）培養(yǎng)工匠精神，提升質(zhì)量意識、安全意識、節(jié)能環(huán)保意識等職業(yè)素養(yǎng)；（4）培養(yǎng)個人榮譽感和集體榮譽感，培養(yǎng)勞模精神。教學(xué)重點（1）超聲波雷達CAN總線通信協(xié)議參數(shù)構(gòu)成及解析；（2）超聲波雷達的標定方法。教學(xué)難點超聲波雷達的CAN數(shù)據(jù)解析。教學(xué)過程及時間分配教學(xué)內(nèi)容方法及手段組織教學(xué)5分鐘課前考勤，本節(jié)課程內(nèi)容介紹。課堂提問課程導(dǎo)入5分鐘小楊在一家智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)企業(yè)工作，負責(zé)智能傳感器的裝調(diào)與測試工作。今天，他的工作是，將一個新型組合導(dǎo)航，安裝到某一型號的智能汽車上，并完成傳感器的裝車調(diào)試及標定工作，形成調(diào)試與標定報告，反饋給研發(fā)人員。假如你是小楊，能否經(jīng)過下面的學(xué)習(xí)，勝任這份工作。課堂講授第一部分25分鐘1.組合導(dǎo)航系統(tǒng)通訊方式介紹通常采用串口通信方式。（1）RS232串口協(xié)議介紹RS-232接口以9個引腳

(DB-9)或是25個引腳(DB-25)的型態(tài)出現(xiàn)。一般個人計算機上會有兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2。目前RS-232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5～+15V，負電平在-5～-15V電平。2.組合導(dǎo)航系統(tǒng)調(diào)試（1）組合導(dǎo)航通信參數(shù)配置1）端口工控機上連接組合導(dǎo)航的串口名稱。2）波特率每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，單位為bps。智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車組合導(dǎo)航要求波特率設(shè)為115200。3）數(shù)據(jù)位通信中實際數(shù)據(jù)的位數(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車組合導(dǎo)航要求數(shù)據(jù)位設(shè)為8。4）校驗位串口通信有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。智能網(wǎng)聯(lián)教學(xué)車組合導(dǎo)航要求校驗位設(shè)置為None。5）停止位用于表示單個包的最后一位。典型的值為1、1.5和2。組合導(dǎo)航要求停止位設(shè)置為1。6）流控當(dāng)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿時，通過設(shè)置流控可不再接收新發(fā)來的數(shù)據(jù)。此軟件設(shè)為NoFlowControl，即無流控。（2）組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)接收1）組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)接收當(dāng)組合導(dǎo)航通信參數(shù)設(shè)置正確時，啟動組合導(dǎo)航，在日志窗口，即開始接收組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)。2）組合導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)解析組合導(dǎo)航的定位數(shù)據(jù)有GPFPD協(xié)議和GPIMU協(xié)議。1）GPFPD協(xié)議共15個元素，每個元素以逗號隔開，格式為：$GPFPD,GPSWeek,GPSTime,Heading,Pitch,Roll,Latitude,Longitude,Altitude,Ve,Vn,Vu,Baseline,NSV1,NSV2,StatusCs<CR><LF>，GPFPD協(xié)議解析表字段號名稱說明格式舉例1HeaderFPD協(xié)議頭$GPFPD$GPFPD2GPSWeek自1980-1-6至當(dāng)前的星期數(shù)（格林尼治時間）wwww14513GPSTime字本周日0:00:00至當(dāng)前的秒數(shù)（格林尼治時間）ssssss.sss368123.3004Heading偏航角（0~359.99°）hhh.hh102.405Pitch俯仰角（-90°~90°）+/-pp.pp1.016Roll橫滾角（-180°~180°）+/-rrr.rr-0.807Latitude緯度（-90°~90°）+/-ll.lllllll34.19660048Longitude經(jīng)度（-180°~180°）+/-lll.lllllll108.85519249Altitude高度，單位（米）+/-aaaaa.aa80.6010Ve東向速度，單位（米/秒）+/-eee.eee4.71711Vn北向速度，單位（米/秒）+/-nnn.nnn10.20612Vu天向速度，單位（米/秒）+/-uuu.uuu-0.02013Baseline基線長度，單位（米）bb.bbb13.89814NSV1天線1衛(wèi)星數(shù)nn1115NSV2天線2衛(wèi)星數(shù)nn1216Status系統(tǒng)狀態(tài)（低半字節(jié)ASCII碼）：ss2F17Cs校驗*hh*5818<CR><LF>固定包尾<CR><LF>2）GTIMU協(xié)議共9個元素，每個元素以逗號隔開，格式為：$GTIMU,GPSWeek,GPSTime,GyroX,GyroY,GyroZ,AccX,AccY,AccZ,Tpr*cs<CR><LF>，字段號名稱說明格式舉例1$GTIMUIMU協(xié)議頭$GTIMU$GTIMU2GPSWeek自1980-1-6至當(dāng)前的星期數(shù)（接收機時間）wwww15503GPSTime星期內(nèi)的秒數(shù)（GPS接收機時間）ssssss.sss298625.0004GyroX陀螺儀X軸角速率，單位（米/秒）±ggg.gggg0.01405GyroY陀螺儀Y軸角速率，單位（米/秒）±ggg.gggg0.001216GyroZ陀螺儀Z軸角速率，單位（米/秒）±ggg.gggg0.00327AccX加速度計X軸角加速度，單位為（g）±aaa.aaaa0.00018AccY加速度計Y軸角加速度，單位為（g）±aaa.aaaa0.00019AccZ加速度計Z軸角加速度，單位為（g）±aaa.aaaa1.000110Tpr溫度，單位為攝氏度±tt.t-35.711Cs校驗*hh*5612<CR><LF>固定包尾<CR><LF>3.組合導(dǎo)航命令發(fā)送與解析（1）命令發(fā)送上位機發(fā)送符合協(xié)議格式的命令可以設(shè)置組合導(dǎo)航：“輸出格式、GPS協(xié)議透傳、串口、GNSS桿臂參數(shù)、NAVMODE模式、坐標軸”；獲取串口設(shè)置、GNSS桿臂參數(shù)、NAVMODE模式和SYSMODE模式。命令發(fā)送方式：日志窗口的數(shù)據(jù)框中輸入正確命令。點擊“發(fā)送”按鈕，發(fā)送命令。正確發(fā)送命令后，日志窗口，刷新命令反饋數(shù)據(jù)。1）獲取串口設(shè)置的命令格式為：$cmd,get,com*ff2）反饋命令的格式為：$cmd,get,com0,115200,none,8,1,rs232,log*ff$cmd,get,com1,115200,none,8,1,rs232,log*ff$cmd,get,com3,115200,none,8