清华大学版（贵州）(2024)六年级下册（2024）第2课 无人驾驶汽车的工作过程——无人驾驶汽车的感知、决策与控制执行示范课课件ppt

这是一份清华大学版（贵州）(2024)六年级下册（2024）第2课 无人驾驶汽车的工作过程——无人驾驶汽车的感知、决策与控制执行示范课课件ppt，共18页。PPT课件主要包含了课程导入回顾与初探，回顾提问，三大核心环节，环节一感知，环节二决策，环节三控制执行，核心作用数据基石，摄像头，激光雷达，北斗导航等内容，欢迎下载使用。
01. 课程导入：回顾与初探开启无人驾驶技术的探索之旅
02. 感知环节：眼睛和耳朵传感器如何捕捉周围环境信息
03. 决策环节：核心大脑AI算法如何分析路况并规划路径
04. 控制执行：手脚协作机械系统如何精准执行驾驶指令
05. 环节关联：完整流程感知、决策与执行的闭环协同
06. 课堂小结与作业知识梳理与实战演练
上节课我们认识了无人驾驶汽车，它能自己感知环境、规划路线。你们知道它是如何一步步完成驾驶任务的吗？就像人类驾驶时要先看路、再判断、最后操作一样。
人类驾驶 vs 无人驾驶：智能进化的对比
核心思考：无人驾驶系统是如何模拟并超越人类的感知与决策能力的？
相当于无人驾驶汽车的“眼睛和耳朵”，负责收集信息。
相当于无人驾驶汽车的“大脑”，负责分析判断。
相当于无人驾驶汽车的“手脚”，负责执行操作。
感知环节：无人驾驶的“眼睛和耳朵”
感知环节是无人驾驶系统的输入端，其核心任务是：•环境信息收集：识别其他车辆、行人、交通灯及障碍物。•自身定位：确定车辆在三维空间中的精确位置与姿态。
图示：车辆周身传感器实时扫描与环境建模
感知技术：传感器与定位
就像汽车的“眼睛”，捕捉图像，识别交通灯、交通标志、行人和车辆。
就像汽车的“测距仪”，通过发射激光来精确测量与周围障碍物的距离和形状。
就像汽车的“定位仪”，由我国自主研发，能提供厘米级的精准定位，让汽车时刻知道自己的位置。
模拟实验：我是“感知器”
请一位同学蒙住眼睛扮演“无人驾驶汽车”，站在教室中间。其他同学作为“传感器”，用语言向他描述周围的环境（如：“前方1米有书包”、“左边有人经过”）。
让学生亲身体验“感知”是收集信息的基础，深刻感受传感器在无人驾驶系统中的关键作用。
场景模拟示意通过互动游戏建立对“感知”概念的具象化理解
SENSOR SIMULATION EXPERIMENT // 2024 EDUCATION
决策环节：无人驾驶的“大脑”
接收感知环节的海量信息，进行快速分析与“思考”，模拟人类大脑做出实时判断，是无人驾驶系统的决策核心。
预判行为基于历史数据和实时路况，预判其他车辆及行人的下一步动作。
路径规划综合交通规则与实时路况，计算最优、最安全的行驶路线。
避障决策遇到突发障碍物时，瞬间计算并执行减速、停车或绕行指令。
AI 大脑正在实时处理城市交通数据
决策内容：预测、规划、避障
根据前方车辆的速度和方向，预判它下一步可能会做什么，比如会不会变道，从而提前做出反应。
结合导航和实时路况，为汽车规划出一条既安全又高效的行驶路线，确保准时到达目的地。
如果感知到前方有障碍物，迅速做出判断，决定是减速、停车还是安全绕行，保障行车安全。
思考时刻：红灯面前的抉择
如果无人驾驶汽车通过感知环节，“看到”前方路口的红灯亮了，那么它的“大脑”（决策环节）会做出什么判断和决定呢？
它会迅速判断“需要停车等待”，并制定出精确的执行方案：减速并平稳停车，确保安全。
结合所学知识，畅所欲言，模拟AI的思考过程
控制执行环节：无人驾驶的“手脚”
接收来自“大脑”（决策环节）的指令，如同人类的手脚，将抽象的决策转化为车辆具体的物理动作，确保行驶轨迹严格符合规划。
转向控制：精准转动方向盘，实现车道保持或变道动力控制：调节油门，控制加速或匀速行驶制动控制：操作刹车系统，实现减速或紧急停车
汽车驾驶舱执行机构示意图
总结：控制执行系统是无人驾驶的物理基础，它通过精密的机械与电子配合，将算法转化为车辆的实际操控。
互动提问：如果决策环节做出了“需要左转”的判断，那么控制执行环节具体会做哪些操作呢？
执行动作：精确控制方向盘向左转动，并根据路况动态调整车速，确保安全、平稳地完成左转。
场景示意：无人驾驶汽车执行左转指令
环节关联：完整工作流程
核心逻辑：闭环驱动的智能系统
感知、决策、控制执行三个环节紧密相连，形成持续循环的闭环。感知为决策提供实时依据，决策指导车辆精准操作，而执行结果又会被新的感知捕捉，确保持续、安全地行驶。
请同学们拿出作业单，在流程图模板中，用箭头准确地标示出“感知”、“决策”、“控制执行”这三个环节之间的关联关系，巩固核心逻辑。
无人驾驶技术并非单一技术的孤岛，而是一项复杂的系统工程。它的实现依赖于多种前沿技术的高度融合与协同：
人工智能 (AI)：决策大脑，处理复杂路况逻辑
多模态传感器：视觉与雷达，构建感知世界
导航与控制：卫星定位与执行机构，精准落地
汽车的“眼睛和耳朵”负责收集环境信息与数据
汽车的“大脑”负责分析信息并做出判断
汽车的“手脚”负责执行决策，控制车辆
闭环关系：三个环节环环相扣，形成一个不断循环的闭环系统，确保无人驾驶汽车的安全与稳定行驶。
和你的家人分享一下今天学到的无人驾驶汽车的工作过程，尝试用“眼睛耳朵、大脑、手脚”的比喻，向他们生动地解释清楚。
利用网络或书籍查阅资料，选择一种你最感兴趣的无人驾驶相关技术（例如：激光雷达、北斗导航系统等），深入了解其原理并记录下来。
期待大家成为热爱探索的小小科学家！