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清华大学-自动驾驶系统设计及应用第一章

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清华大学-自动驾驶技术概论第四章

清华大学-自动驾驶技术概论第四章


图 4.6 NVIDIA PX
硬件参考平台
计算平台
基于DSP的自动驾驶计算平台
德州仪器的TDA2x SoC是基于 DSP的自动驾驶计算平台。该 计算平台有两个浮点DSP内核 C66x和四个专为视觉处理设计 的完全可编程的视觉加速器， 可实现各摄像头应用同步运行 ，用于车道保持、自适应巡航 、目标检测等驾驶功能。同时 ，该计算平台也可用于摄像头 、雷达等感知传感器的数据融 合处理。图4.7为TDA2x SoC计 算平台。
图 4.4 摄像头
硬件参考平台
传感器平台：
雷达传感器在自动驾驶中应用最为广泛，类别最多，包括激 光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等。
➢ GNSS/IMU组合导航系统：GNSS通常辅助以惯性传感器（IMU ）用来增强定位的精度。这两种传感器的数据通过卡尔曼滤 波技术实时融合，可以实现导航设备的优势互补，提高定位 精度和适用范围。图4.5为GNSS/IMU组合导航系统。
智能驾驶丛书（第一册）
智能驾驶技术丛书（第一册）
自动驾驶技术概论
本书思维导图
本章思维导图
Chapter 4 自动驾驶汽车开发平台
Outline
开发平台概述 硬件参考平台 软件开源平台 整体开放平台 安全解决方案
开发平台概述
自动驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、智能控制 等众多自动驾驶功能模块为一体的综合系统，涉及传感 、通讯、计算机、电子、自动控制、车辆动力学等众多 技术领域。跨学科、多交叉的自动驾驶汽车开发需要相 关技术人员可以模块化并行开发各个子系统。
自动驾驶系统涵盖多个软件模块，如感知、规划、控制等， 同时整合了各硬件模块，如传感器模块、计算平台、线控车 辆等。软硬件资源的有效调配十分关键，需要一个稳定、可 靠的操作系统平台搭建自动驾驶软件模块。
第一章-智能网联汽车技术综述

第一章-智能网联汽车技术综述


智能网联汽车定义
• 我国在智能化的定义中分为哪五个层次？
智能化等级 等级名称
等级定义
人监控驾驶环境
控制
1（DA）
驾驶辅助
通过环境信息对方向和加减速中的一项操作提供支 援，其他驾驶操作都由人操作。
人与系统
2（PA）
部分自动驾 通过环境信息对方向和加减速中的多项操作提供支
驶
援，其他驾驶操作都由人操作
人与系统
无服用禁止精神药品麻醉品记录 法律、法规规定的其他条件
试验车辆注册登记 强制性项目检查 人机控制模式转换
数据记录 实时回传 特定区域测试 第三方机构检测验证
中国汽车工程研究院推出来的i-VISTA功能场景建设标准
02 •智能网联汽车的发展趋势
国外智能网联汽车的发展现状
• 1.美国自动驾驶技术发展
• 2.德国自动驾驶汽车技术发展现状
• 欧盟于2012年颁布法规，要求所有商用车在2013年11月之前安装AEB紧急自动刹车系统。自2014年起，在 欧盟市场销售的所有新车都必须配备AEB，没有该系统的车辆不符合E-NCAP五星级安全认证。
国外智能网联汽车的发展现状
• 《维也纳道路交通公约》与《道路交通法修订案》
自动驾驶系统（“系统”）监控驾驶环境
监视 人 人
失效应对
典型工况
车道内正常行驶，高速公
人
路无车道干涉路段，泊车
工况。
高速公路及市区无车道干
人
涉路段，换道、环岛绕行、
拥堵跟车等工况。
3（CA）
有条件自动 由无人驾驶系统完成所有驾驶操作，根据系统请求， 驾驶 驾驶员需要提供适当的干预。
系统
4（HA） 5（FA）
智能网联行业背景分析
智能驾驶决策规划与控制阅读随笔

智能驾驶决策规划与控制阅读随笔

《智能驾驶决策规划与控制》阅读随笔目录一、智能驾驶综述 (2)1. 智能驾驶定义与分类 (3)2. 智能驾驶发展历程 (4)3. 智能驾驶应用场景 (5)二、智能驾驶决策规划 (7)1. 决策规划基本概念 (8)2. 决策规划流程 (10)3. 决策算法与应用 (11)4. 决策规划的挑战与未来发展趋势 (13)三、智能驾驶控制 (14)1. 控制系统基本原理 (15)2. 控制系统设计方法 (17)3. 控制系统性能评估 (18)4. 控制系统的实际应用与挑战 (19)四、智能驾驶中的感知与交互 (20)1. 感知技术发展与应用 (21)2. 人机交互技术与实现 (22)3. 跨模态感知与交互 (23)4. 感知与交互的挑战与未来趋势 (24)五、智能驾驶的安全与法规 (26)1. 安全性问题与挑战 (27)2. 法规政策环境分析 (28)3. 安全与法规的协同发展 (29)4. 国际合作与标准制定 (31)六、智能驾驶的未来展望 (32)1. 技术创新与发展趋势 (33)2. 商业模式与市场前景 (34)3. 社会影响与伦理讨论 (36)4. 未来出行方式变革与挑战 (38)一、智能驾驶综述随着科技的飞速发展，智能驾驶已经从科幻电影中的概念逐渐走进现实生活。

即自动驾驶汽车，是指通过计算机系统对汽车进行控制，实现无人驾驶的技术。

它利用传感器、摄像头、雷达等设备获取周围环境信息，并通过先进的算法进行处理，实现对汽车的自动驾驶。

智能驾驶技术的发展可以分为几个阶段，初级阶段主要是辅助驾驶技术，如自动泊车、自适应巡航等。

中级阶段则是部分自动驾驶技术，如车道保持辅助、自动变道等。

而高级阶段则是完全自动驾驶技术，汽车可以在无需人工干预的情况下独立行驶。

智能驾驶技术的出现，无疑将极大地改善道路交通安全和效率。

全球每年约有130万人死于交通事故，其中大部分是由人为因素造成的。

智能驾驶技术可以通过精确的感知和判断，避免许多由人为失误引发的事故。

控制工程 第1章 概论讲解

控制工程 第1章 概论讲解

43
美国的M. E. Merchant提出计算机集成制造的概 念(1969)
44
美国“哥伦比亚”号航天飞机首次发射成功(1981 年)
45
中国批准863高技术计划，包括自动化领域的计算 机集成制造系统和智能机器人两个主题(1986)
38
1948年：N. Wiener发表《控制论》，标志经典控制 理论基本形成；经典控制理论以传递函数为基础，主要 研究单输入—单输出（SISO）系统的分析和控制问题;
1950年：W. R. Evans提出根轨迹法，进一步充实了经 典控制论；
1954年：钱学森发表《工程控制论》 ；
50年代末60年代初：现代控制理论形成；现代控制理 论以状态空间法为基础，主要分析和研究多输入-多输 出( MIMO )、时变、非线性等系统的最优控制、最优滤 波、系统辨识、自适应控制、智能控制等问题；控制理 论研究的重点开始由频域移到从本质上说是时域的状态 空间方法。
主反馈 反馈元件
扰动信号
控制 输出 xo 对象
典型的反馈控制系统方块图
20
➢ 给定元件
产生给定信号或输入信号。
➢反馈元件
测量被控制量（输出量），产生反馈信号。为便 于传输，反馈信号通常为电信号。
注意：在机械、液压、气动、机电等系统中存在 着内在反馈，这种反馈无须专门的反馈元件，是系 统内部各参数相互作用产生的，如作用力与反作用 力之间形成的直接反馈。
控制工程基础
机械工程学院
课程的性质及学习要求
课程的性质： 控制工程基础主要阐述的是有关自动控制技术的
基础理论，它是一门非常重要的技术基础课，它涉及 古典控制理论的主要内容及应用。
学习要求： ➢本课程是在学习高等数学、理论力学、电工电子等 课程的后续课程，内容比较枯燥，也比较难，请预习 上课内容； ➢上课需要认真记好笔记，将对笔记进行检查，上课 时不得讲话； ➢课后需要认真的复习。
清华大学版(2024)八年级上册 第2节 物联网的终端设备 课件

清华大学版(2024)八年级上册 第2节 物联网的终端设备 课件

物联网的实践和探索是建立在互联网的基础上，围 绕互联网实现物物相连的互联网，需要着重介绍物联 网传输协议。
02 学 习 目 标
1.通过阅读书本内容了解智能终端和常见的开源硬件。 2.通过编写程序了解编程软件，并掌握智能终端的编程。 3.通过主板的介绍认识micro：bit主板。 4.通过上传程序代码掌握程序的编译及上传。
03 激 趣 导 入
（教师演示）：智能温室大棚系统的功能。 问：在系统中每个单独的硬件/物件是被谁控制的
呢？（导入新课：智能终端）
04 阅 读 思 考
一、智能终端的概念及本质，常见的开源硬件。 生：自主阅读书本15页，回答以下问题。 （1）什么是智能终端？ 指具备输入和输出功能，但数据处理能力较弱的设备，
其本质是一台可编程的计算机。 （2）智能终端有什么特点？ 体积小、成本低、可嵌入
05 阅 读 思 考
现在，社会主流的智能终端有哪些呢？请阅读书本第16-17页， Arduino、虚谷号、掌控板、micro:bit等（补充）
07 分 析 讨 论
一、介绍micro:bit主板 教师讲解主板：正面、背面、LED矩阵、供电接口、数据传
码编写和上传。
11 练 习 与 应 用
一、学生实践活动 通过编写程序，按A键、按B键、按A+B键使得LED等展示
不同的“小人”跳舞。
10 课 堂 小 结
请同学分享本节课学到的知识。（其他同学和教师补充。）
输接口等知识。 请同学们思考这样一个问题，老师把自己的“脑袋”放在这
里，它能给同学们授课吗？为什么？ 生答：不能，因为没有思想。
07 分 析 讨 论
三、智能终端编程 请同学们阅读书本17-19页，回答下面的问题： 1.编程的形式有哪2种。（教师展示两种形式的编程代码。） 2.常见的智能终端编程软件有哪些？
清华-2018人工智能之自动驾驶研究报告-2018.07-43页

清华-2018人工智能之自动驾驶研究报告-2018.07-43页


concept
概述篇
1 概念篇
自动驾驶汽车（AutomatedVehicle；IntelligentVehicle；AutonomousVehicle；Self-driving Car；DriverlessCar）又称智能汽车、自主汽车、自动驾驶汽车或轮式移动机器人，是一种通 过计算机实现自动驾驶的智能汽车。
图 2 无人驾驶技术
3
（5）自动驾驶技术的价值 无人驾驶汽车之所以受到各国政府前所未有的重视，国内外各院校、研究机构都投入了
大量人力、物力，各大车企、科技公司、汽车零部件供应商以及无人驾驶汽车创业公司也纷 纷在这个领域进行布局，它主要具有以下价值，如下图所示。
图 3 无人驾驶技术的价值
改善交通安全。驾驶员的过失责任是交通事故的主要因素。无人驾驶汽车不受人的 心理和情绪干扰，保证遵守交通法规，按照规划路线行驶，可以有效地减少人为疏 失所造成的交通事故。 实现节能减排。由于通过合理调度实现共享出行，减少了私家车购买数量，车辆绝 对量的减少，将使温室气体排量大幅降低。 消除交通拥堵，提升社会效率。自动驾驶汽车可以通过提高车速、缩小车距以及选 择更有效路线来减少通勤所耗时间。 个人移动能力更加便利，不再需要找停车场。 拉动汽车、电子、通信、服务、社会管理等协同发展，对促进我国产业转型升级具 有重大战略意义。
1.2 无人驾驶汽车发展图谱
图 4 国外无人驾驶汽车发展历程 4
本节内容将梳理国外无人驾驶汽车发展图谱，上图所示为重要时间节点事件。 （1）科研院校对无人驾驶技术的研究
20 世纪 70 年代，科技发达国家开始率先进行无人驾驶汽车的研究。1984 年，美国国防 高级研究计划署（DARPA）与陆军合作，发起自主地面车辆（ALV）计划，这是一辆八轮车， 在校园中能够自动驾驶，但车速并不快。
清华大学——自动驾驶汽车平台技术基础第二册第6章

清华大学——自动驾驶汽车平台技术基础第二册第6章


、并道等；
4）3D展示
• 基于红绿灯信号：包括红灯、黄灯、绿灯。 • 提供实时路况，包括当前车道、
红绿灯、限速；
2）场景运行与算法上传
• 算法模块输出的可视化信息，包
• 支持同时多场景的高速运行；
括路径规划、动态障碍物、规划
• 支持单算法模块的上传运行；
轨迹等；
• 提供整车环境的单个模块的仿真结果；
仿真执行模式
支持同时高效运行多个场景。 支持在Apollo环境中验证一个或多个模块。
自动驾驶汽车仿真平台
Apollo仿真平台使用简介
当前版本启用以下评分指标： 碰撞检测、红灯违规检测、超速检测、越野检测
、到达测试、硬制动检测、加速测试、路由寻径 测试、结点检测中的变道行为、人行横道上的行 人避让、紧急制动、停车标志处停车。
自动驾驶汽车仿真平台
Apollo仿真平台特点：
1）内置高精地图的仿真场景
3）智能的场景判别系统
• 基于路型：包括十字路口、调头、直行、弯道 目前开放了多个判别标准：碰撞检
等；Biblioteka 测、闯红灯检测、限速检测、在路
• 基于障碍物类型：包括行人、机动车、非机动 检测、到达目的地检测等。
车等；
• 基于道路规划：包括直行、调头、变道、转弯
自动驾驶汽车仿真平台
典型仿真平台介绍——Apollo仿真平台
在Apollo中，对仿真平台的定位是不仅仅是真实，而是要能够进一步展现智能汽 车算法中的问题。
因为在整个算法迭代闭环中，光贴合真实场景是不够的，还需要能够发掘问题，发 现了问题后才能去修正问题。 开发过程从开发到仿真再回到开发，仿真平台跟开发过程应串联成一个闭环。只
自动驾驶汽车仿真平台
1.3 计算机软件 教学设计 清华大学版(2024)信息技术七年级上册

1.3 计算机软件 教学设计 清华大学版(2024)信息技术七年级上册

具体导学过程意图交流载；二是通过第三方软件网站下载；三是通过手机或部分计算机自带的“应用商店”获取。

D.软件安装方法：a.在windows操作系统下的安装，一般只需找到并运行“setup.exe”或“install.exe”之类的文件，然后按照提示一步一步操作即可。

b.Mac OS操作系统的应用软件，大部分是通过运行“.dmg”文件进行安装。

安装完成后需要把快捷方式拖到应用程序文件夹中。

c.在Linux下安装应用软件通常有2种方式，以Ubuntu为例，一是使用UbuntuSoftware安装。

二是直接在终端通过apt命令完成。

(4)教师引领学生将知识技能内化为能力——学会分析：学生机上通常会安装好教学所需的各种应用软件。

请以你的计算机为例，查看并分析它们都属于哪类的应用软件。

——体验活动：安装Linux应用软件。

要求以Okular作为对象，体验在Ubuntu操作系统中安装应用软件的过程。

(5)教师促进学生形成必备品格与正确价值观念提问：开源应用软件对“国家安全”与“自主可控”有何影响？三、习题测试1.下图是某网站上的一款安卓手机应用软件说明，关于该软件下列说法错误．．的是（ B ）。

A.这是一款免费软件B.运行环境为iOSC.使用语言为简体中文D.存储容量为41.4MB2.下列属于国产软件的是（ B ）A.Microsoft ExcelB.WPSC.Adobe PhotoshopD.Microsoft Word四、小结回顾请同学按照下列提示进行总结回顾：1.学到了哪些知识与技能？2.提升了哪些方面的能力？3.生成了怎样的观点？五、布置作业请各小组对项目探究的阶段成果进行整理并提交，整理内容：1.软件安装报告2.计算机软件的升级方案---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。

2017年清华大学《自动控制原理》ppt课件合集.pdf

2017年清华大学《自动控制原理》ppt课件合集.pdf

1-1 自动控制的任务
下面通过具体例子来说明自动控制和自动控制系统的概念
控制器
气动阀门
流入
Q1浮子
水箱
H
流出Q2
水位自动控制系统
自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与的情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。

自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。

1-２自动控制的基本方式
炉温控制系统
飞机自动驾驶系统原理图
1-３对控制系统的性能要求
控制系统动态过程曲线
稳和快反映了系统动态过程性能的好坏。

既快又稳，表明系统的动态精度高。

总结：解析方法适用于简单、典型、常见的系统，而实验方法适用于复杂、非常见的系统。

实际上常常是把这两种方法结合起来建立数学模型更为有效。

北京航空航天大学
2-1控制系统微分方程的建立
2－2 非线性微分方程的线性化
2－3 传递函数(transfer function
⏹传递函数仅适用于线性定常系统，否则无法用
三、传递函数举例说明
四、典型环节。

自动控制第一章

自动控制第一章


（2）第二阶段。时间为20世纪60～70年代，称为“现 代控制理论”时期。这个时期，由于计算机的飞速发展， 推动了空间技术的发展。经典控制理论中的高阶常微分 方程可转化为一阶微分方程组，用以描述系统的动态过 程，即所谓状态空间法。这种方法可以解决多输入-多输 出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可以是非线 性的、时变的。这一时期的主要代表人物有庞特里亚金、 贝尔曼（Bellman）及卡尔曼（R.E.Kalman）等人。 庞特里亚金于1961年发表了极大值原理；贝尔曼在 1957年提出了动态规化原则；1959年，卡尔曼和布西 发表了关于线性滤波器和估计器的论文，即所谓著名的 卡尔曼滤波。
加到反馈控制系统上的外作用有两种类型，一种是有 用输入，一种是扰动。有用输入决定系统被控量的变化规 律；而扰动是系统不希望有的外作用，它破坏有用输入对 系统的控制。在实际系统中，扰动总是不可避免的。如电 源电压的波动，环境温度、压力以及负载的变化等。
基本术语

自动控制 —利用控制装置自动地操纵机器设备或生产过程，
实现步骤：
1、用脑记住水位的希望值 2、用眼睛和测量工具测量实际值 3、比较希望值与实际值得出偏差值 4、根据偏差的大小和正负用手调节进水阀门
人在参与控制中起了以下三方面的作用 1) 测量实际液面高度h1—眼睛。
2) 测得的实际液面高度h1与希望液面高度h0相比较—脑。
3) 根据比较的结果，按照偏差的正负去决定的动作—手。
例子 数控车床按照预定程序自动切削工件 化学反应炉的温度或压力自动地维持恒定 无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行 人造卫星准确地进入预定轨道运行并回收
应用范围 空间技术、军事科技、生物、 交通、环境等
优点
提高劳动生产率，改善劳动 条件，探索未知世界
智能驾驶技术与自动驾驶系统的应用培训ppt

智能驾驶技术与自动驾驶系统的应用培训ppt

智能驾驶技术与自动驾驶 系统的应用培训
汇报人：可编辑
2023-12-23
目录
CONTENTS
• 智能驾驶技术概述 • 自动驾驶系统的工作原理 • 智能驾驶系统的关键技术 • 自动驾驶系统的实际应用 • 安全与法规问题 • 未来展望与趋势分析
01
智能驾驶技术概述
定义与特点
定义
智能驾驶技术是一种通过集成传 感器、控制器、执行器等多种技 术，实现车辆自主驾驶或辅助驾 驶的功能。
人工智能和机器学习技术将在自动驾驶领域发挥越来越重要的作用，例
如通过深度学习算法实现更精准的物体识别和场景理解。
03
V2X通信技术
车联网（V2X）技术将实现车辆与周围环境、其他车辆以及交通基础设
施之间的实时信息交换，为自动驾驶提供更全面的感知和决策支持。
市场发展前景
1 2 3
市场规模
随着智能驾驶和自动驾驶技术的不断发展和普及 ，预计未来几年全球自动驾驶市场规模将持续增 长。
深度学习与计算机视觉
深度学习
深度学习是机器学习的一种高级形式，它利用神经网络模型 来处理和分析大量数据。在智能驾驶中，深度学习可以帮助 车辆识别行人、车辆和交通信号等，从而提高驾驶安全性。
计算机视觉
计算机视觉是深度学习的一个重要应用领域，它使得车辆能 够通过图像识别和分析来感知周围环境。通过计算机视觉技 术，车辆可以识别车道线、交通标志和障碍物等，从而为驾 驶决策提供依据。
L2级
部分自动化，如自动泊车、自动紧急制动等。
L3级
有条件自动化，在特定情况下可完全自动驾驶，但 仍需驾驶员监控。
L4级
高度自动化，在特定区域内可完全自动驾驶，无 需驾驶员干预。
L5级

自动控制系统概述

以上统称：经典控制理论。
此阶段，经历了第一，二次工业革命，大工业时代，炼钢，机械，电力等飞速发展， 第一，二次大战，雷达，大炮，飞机等发明和广泛应用更加这种飞速发展。
（三）60年代以来，以极大值原理，动态规划，卡尔曼滤波和系统辩识，尤其是 状态空间法，解决复杂的多输入、输出问题，直到现在的：非线性，最优控制， 系统辩识、自适应控制等，该阶段称为现代控制理论；自动控制普遍用于工业， 如炼钢，石化，发电，供电，国防，计算机出现为复杂问题的时域解提供可能， 自动控制成功应用于航空，航天、核工业、乃至社会、经济等尖端领域，自动 化发展高峰。
（五）我国历史和现状
我国起步晚，在现代科学史上没有占据一席之地。
1954年钱学森所著《工程控制论》一书英文版问世﹐第一次用这一名词称呼在 工程设计和实验中能够直接应用的关于受控工程系统的理论﹑概念和方法。随 着该书的迅速传播(俄文版1956年﹐德文版1957年﹐中文版1958年)﹐该书 中给这一学科所赋予的含义和研究的范围很快为世界科学技术界所接受。 80 年代普遍开展教学和研究，但基础工业落后，以原料到生产，各方面落后，从 自动化的材料、元件、系统和技术各方面都与发达国家有较大差距。
5
整理ppt
第一章 自动控制系统概述
是自动化类、信息类的必修课，主干课，将具体元件根据自动控制原理组成、针对具体 控制对象的系统，包括：
1.研究一般规律：通过分析、研究各种具体系统的一般规律，控制本身是一种工具，它 不局限于某个系统，控制理论作为自动控制的基础理论，具有普适性，好比微积分、 线性代数，任何领域都可拿来用从物理特性和规律出发，但不局限于物理规律，而是 找出共同规律使之能更广泛的应用 ；同时又有很强的应用背景，但联系实际有具体意 义，和一般数学等不同。

第1课走进智能生活 教案 清华大学版(2024)(青海)八上信息科技

①求证技能：使用思维导图，整理出智能产品的发展趋势。重点关注：应用领域范围的扩大、细节的增多，可以具体一类进行整理并论证；智能程度可按照时间逻辑进行求证；受众群体可以具体产品案例进行说明。
②求证活动：
调查智能产品的应用领域细化出哪些分支；
调查智能产品的智能程度从时间节点上看有什么质的突破；
调查智能产品的受众群体以前是哪些？现在有哪些；
画出相应思维导图。（4）对科方法、工具或作品进行评价反思
①物联网创新应用给我们生活带来的变化，对你有什么启发?
②在学习智能家居和智能穿戴时，我们都用到了对比分析的学习方法，你觉得这种学习方法有哪些好处？
③在对智能生活的发展趋势论证上，我们使用了思维导图工具帮助整理思路，用不用工具、不同工具的使用对你有什么启发?
（1）项目方案与小组分工表
（2）智能生活的产品和应用领域
（3）智能生活未来趋势的思维导图
2.课后挑战作业（对应B版中的“挑战”部分）
为了普及智能产品的应用,各种品牌和形式的智能生活体验馆涌现在大街上和商场中。请以小组为单位,利用课余时间实地参观智能生活体验馆或浏览相关企业的网站, 感受智能产品对我们生活的影响, 在智能家居、智能穿戴、智能驾驶、智能安防等方面, 各选择一个感 兴趣的应用领域, 完成下表的填写。
表1项目实施规划
项目
内容
应用目标
功能需求
表2小组合作分工
姓名
角色
分工
任务
（3）各小组汇报展示交流
——展示小组规划成果，交流规划缘由。
二、知识探究
1.项目子任务引入：
——了解智能生活的产品及其具体应用场景，以为“智能家居项目”作知识储备。
2.探究内容与要求
（1）方法引导：遵循“按照由简单到复杂、由前到后等”事物发展一般规律

人工智能清华大学课件

人送到左岸的操作。 算符L(i, j)表示划船从左岸将i个传教士和j
个野人带回右岸的操作。 由于过河的船每次最多载两个人，所以
i+j≤2。这样定义的算符集F中只可能有如下10 个算符。 F：R(1,0), R(2,0), R(1,1), R(0,1), R(0,2)
L(1,0), L(2,0), L(1,1), L(0,1), L(0,2)
第三步：求解过程。
R(2,0)
1,1,0 R(1,1)
L(2,0) 3,1,1 L(0,1) R(0,1)
3,0,0 L(0,2) R(0,2)
L(1,1) 2,2,1
L(2,0) R(2,0)
L(1,0)
0,2,0
0,3,1
R(0,1)
L(0,2) R(0,2)
R(1,0)
3,2,1
R(0,1) L(1,0)
SUMMER(Xi’an)→DRY(Xi’an)∧HOT(Xi’a n)
（4）喜欢读《三国演义》的人必读《水浒》。 定义谓词：
MAN(x)：x是人。 LIKE(x,y)：x喜欢读y。 (x)(MAN(x)∧LIKE(x, 《SANGUOYANYI》)
→LIKE(x, 《SHUIHU》))
（5）有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人 既喜欢梅花又喜欢菊花。
第三步： 求解过程：
f1：从A瓶往B瓶倒油，
把B瓶倒满。
f7
2,0
f6 f5
0,2
f4
2,3
f1f15ff,7105ff,3530,ff017f05,ff3363,f08
f5
f3 f8
f8 f1
0,3
f7
f5
f1 f3
f7 f3

系统工程(清华大学)

系统工程导论 29
清华大学本科限选课程
钱学森
中国航天之父 中国火箭、导弹和航天技术的重要奠基人。
感动中国2008年度人物。
感动中国推选委员会阎肃： 大千宇宙 浩瀚长空，全纳入赤子心胸。 惊世两弹 冲宵一星，尽凝铸中华豪情，霜鬓不坠青云志。 寿至期颐 回首望去，只付默默一笑中。 钱学森先生引入“不太可靠的元件通过冗余技术可以 组成可靠的系统”的思想，开创了中国的航天领域研究， 是中国导弹航天技术跻身世界前沿。

中国春秋时期老子：“道生一、一生二、二生三、三生 万物” ……
清华大学本科限选课程
系统工程导论
25
系统运动图
自然科学 （生物）
社会科学 （经济）
哲学 （西方）（东方） 东方系统方法论 （1990's）
一般系统理论（1945） 控制论（1948） 信息论（1948） 中国传统系统 思想（公元前 11世纪）、西 方传统系统思 想（公元前 600年）
3、皇宫修好后，把沟水排掉，用建筑垃圾、废弃
杂物填入沟中，恢复原来大街。
启示
皇宫修复全过程看成一个系统，并划分为若干并行 和交叉作业的子系统。蕴含了“系统工程”思想。
清华大学本科限选课程 系统工程导论 14
第二阶段：突然崛起
大体上形成于上世纪50、60年代 经典成功案例（美国）
北极星导弹核潜艇计划
鱼嘴岷江分水工程
飞沙堰分洪排沙工程
宝瓶口引水工程
清华大学本科限选课程
系统工程导论
13
丁渭工程
北宋真宗时期（998-1022年），皇城失火，宫殿 被毁。皇帝任命丁渭负责修复皇宫。丁渭的方案是： 1、皇宫旧址前原有大街处挖一沟渠，挖沟的土烧 砖，解决部分建筑材料问题。 2、开封附近的汴水引入沟内，形成航道，从外地 运输沙石木料。

智能驾驶基本课程设计

智能驾驶基本课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解智能驾驶的基本概念、发展历程及其在现代社会中的应用；2. 掌握智能驾驶系统的基本构成、工作原理和相关技术；3. 理解智能驾驶的安全规范、法律法规及伦理道德问题。

技能目标：1. 培养学生运用智能驾驶相关知识，分析、解决实际问题的能力；2. 提高学生在团队合作中，运用智能驾驶技术进行创新实践的能力；3. 培养学生运用信息技术、跨学科知识，对智能驾驶技术进行探究性学习的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能驾驶技术的兴趣，激发他们探索未知、追求创新的热情；2. 培养学生关注智能驾驶技术的发展，关注社会问题，提高社会责任感；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到智能驾驶技术在社会发展中的积极作用，同时关注其潜在风险和伦理道德问题。

课程性质：本课程为高二年级信息技术学科拓展课程，以理论教学与实践操作相结合的方式进行。

学生特点：高二学生具备一定的信息技术基础，对新兴技术充满好奇，具有较强的学习能力和探究精神。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和创新思维能力，培养他们解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，引导他们形成正确的价值观。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 智能驾驶基本概念：介绍智能驾驶的定义、分类、发展历程及其在国内外的发展现状；参考教材章节：第一章 智能驾驶概述2. 智能驾驶系统构成：分析智能驾驶系统的基本组成部分，包括感知系统、决策系统、执行系统等；参考教材章节：第二章 智能驾驶系统及其组成3. 智能驾驶技术原理：讲解传感器、控制器、执行器等关键技术在智能驾驶中的应用原理；参考教材章节：第三章 智能驾驶关键技术4. 智能驾驶安全规范与法律法规：解读我国智能驾驶相关安全规范、法律法规及伦理道德问题；参考教材章节：第四章 智能驾驶法律法规与伦理道德5. 智能驾驶应用案例：分析国内外智能驾驶典型应用案例，探讨其优缺点及改进方向；参考教材章节：第五章 智能驾驶应用案例分析6. 智能驾驶实践操作：组织学生进行智能驾驶模拟软件操作，培养实际操作能力；参考教材章节：第六章 智能驾驶实践操作教学内容安排与进度：本课程共计16课时，按照以下进度进行：1-4课时：智能驾驶基本概念及系统构成5-8课时：智能驾驶技术原理9-12课时：智能驾驶安全规范与法律法规13-16课时：智能驾驶应用案例与实践操作三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例，讲解智能驾驶的基本概念、发展历程、系统构成及技术原理。

智能车辆自动驾驶控制系统方案设计

智能车辆自动驾驶控制系统方案设计
王智峰;张朋飞;何克忠
【期刊名称】《车辆与动力技术》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】设计了一种全新的智能车辆自动驾驶控制系统的设计方案,该方案是通过将有人车辆的转向、油门、制动以及挡位4个系统进行适当的机械结构改造后,加装相关自动控制装置,并将各系统通过CAN总线与上位智能控制机进行分布式连接而建立的.测试试验以及整车集成试验表明,该设计方案可实现上位控制机精确控制底层各子系统的目的,为车辆无人化与智能化控制的进一步研究奠定基础.
【总页数】6页(P26-30,55)
【作者】王智峰;张朋飞;何克忠
【作者单位】中国北方车辆研究所,北京,100072;中国北方车辆研究所,北
京,100072;清华大学,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】U469.3;TP242.6
【相关文献】
1.全自动驾驶车辆段总体布局方案设计 [J], 郭泽阔
2.园区自动驾驶车辆测试方案设计与应用 [J], 王平; 李秋霞; 王志刚; 李秋晨; 王海波; 李旭东
3.考虑回望距离的智能网联自动驾驶车辆智能驾驶模型及其稳定性 [J], 易紫薇;陆文琦;徐凌慧;曲栩;冉斌
4.考虑回望距离的智能网联自动驾驶车辆智能驾驶模型及其稳定性 [J], 易紫薇;陆文琦;徐凌慧;曲栩;冉斌
5.全自动驾驶车辆车门系统的方案设计 [J], 杜岩琰
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1.3.3 激光雷达
向目标发射激光束，将接收的回波与发射信号进行比较， 经过计算分析获得目标信息
➢ 激光雷达由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组 成；可获取目标距离、方位、高度、速度和形状等参数。
➢ 优点：分辨率高、精度高、抗干扰能力强。
➢ 缺点：工艺要求高，造价昂贵；无法识别颜色图案、文字等标识； 需要高的计算能力。
➢ 分类： 依据应用：单目、双目及多目。 依据安装位置：前视、后视、侧视、 环视等。
1.3.1 摄像头
摄像头在汽车领域的各种应用：
ADAS功能 车道偏离预警LDW 前向碰撞预警FCW
使用摄像头 具体功能简介
前视
当前视摄像头检测到车辆即将偏离车道线时，就会发出警报
前视
当摄像头检测到与前车距离过近，可能发生追尾时，就会发出警报
1.1自动驾驶系统架构
汽车自动驾驶技术：
依靠计算机与人工智能技术在没有人为操纵的情况下， 完成完整、安全、有效的驾驶的一项前沿科技。
1.1.1自动驾驶系统的三个层级
自动驾驶典型系统架构，主要包括环境感知、决策规划 和运动控制三大部分。
1.1.1自动驾驶系统的三个层级
感知层：
用来完成对车辆周围环境的感知识别，主要目的是获取 并处理环境信息。
决策层：
第一步：认知理解
根据感知层收集的信息，对车辆自身的精确定位，对车辆周围的 环境的准确理解
第二步：决策规划
包含对接下来可能发生情况的准确预测，对下一步行动的准确判 断和规划，选择合理的路径达到目标
控制层：
将决策控制信息与车辆底层控制系统深度集成。
1.1.2 自动驾驶系统技术架构
利用侧视摄像头，将后视镜盲区内的景象显示在驾驶舱盲区内
前视、侧视、利用车辆四周摄像头获取的影像，通过图像拼接技术，输出车辆周边的全景
后视
图
后视 内置
泊车时将车尾的影像显示在驾驶舱内，预测并标记倒车轨迹，辅助驾驶员泊 车
安装在车内，用于检测驾驶员是否疲劳、闭眼等
1.3.2 毫米波雷达
通过无线电信号的发送和反射测定与物体间的距离。
➢ 日本：Nissan公司已经在东京、硅谷和伦敦测试了旗下的自动驾驶汽车 LEAF，在积极积累安全测试记录。
➢ 韩国：已颁发13张自动驾驶测试许可，计划于2020年前商业化3级自动 驾驶汽车。
1.3 传感器技术
感知环节是自动驾驶的基础，用来采集车辆周围环境的基 本信息。
自动驾驶汽车多通过摄像头、毫米波雷达和激光雷达传感 器来感知环境。
激光雷达
Luminar激光雷达捕捉的图像
1.4 导航与定位技术
常规的定位导航系统有 ：无线电定位导航、惯性定位 导航、卫星定位导航、移动基站定位导航等。
高精定位技术路线： ➢ 基于卫星定位系统和捷联惯导系统的组合定位技术； ➢ 基于激光雷达点云和高精地图的匹配定位技术； ➢ 基于计算机视觉里程算法的定位技术。
1.4.1 卫星定位和捷联惯导组合定位技术
基于卡尔曼滤波器的最优估计理论的数据处理。
原理： 在导航系统数据的基础上，利用卡尔曼滤波滤除噪声
干扰估计系统的误差状态，并用误差状态的估计值去校正系 统，优化组合导航系统综合性能，以此提高导航系统的精度 。
1.4.1 卫星定位和捷联惯导组合定位技术
滤波器运行时主要分预测和更新两个阶段：
交通标志识别TSR 车道保持辅助LKA 行人碰撞预警PCW 盲点监测BSD 全景泊车SVP
泊车辅助PA 驾驶员注意力监测
前视、侧视 识别前方道路两侧的交通标志
前视 前视 侧视
当前视摄像头检测到车辆即将偏离车道线时，就会向控制中心发出信息，然 后由控制中心发出指令，及时纠正行驶方向
前摄像头会标记前方道路行人，并在可能发生碰撞时及时发出警报
➢ 毫米波波长(波长为1～10mm)介于微波和厘米波之间，毫米波雷 达发送信号频率通常介于10～300GHz频域之间。
➢ 优点：穿透雾、烟、灰尘的能力强，传输距离远；导引头体积小、 质量轻和空间分辨率高。
➢ 缺点：成本高，精度要求高；探测角度小； 高潮湿环境会衰减，树丛穿透能力差。
不同波段毫米波雷达的作用
数据量非常大，需要传输到云端进行 分布式存储
1.2自动驾驶技术国内外发展
自动驾驶的概念最早在 1969年被提出。 在21世纪之前自动驾驶都只在实验阶段，直到
21世纪初才得到初步实现。
1.2自动驾驶技术国内外发展
➢ 2014年美国汽车工程师协会（SAE）发布了SAE J3016标准，被作为自 动驾驶联邦指导方针中的公认标准。
1.3.1 摄像头
采集图像信息，与人类视觉最为接近。
➢ 基本识别：行人、自行车、机动车、道路轨迹线、路牙、路牌、信号灯 等。通过算法还可实现车距测量、道路循迹，前车碰撞预警（FCW）和 车道偏离预警（LDW）等。
➢ 优缺点： 缺点：三维空间感弱；受环境影响大，能见度低时识别率大幅降低。 优点：技术成熟、成本低、采集信息丰富。
自动驾驶系统设计及应用 （第六册）
智能驾驶技术丛书（第六册）
自动驾驶系统设计及应用
本书思维导图
主要呈现了设计自动驾驶系统需要的5个关键点：概述、 安全、通信、测试以及应用
Chapter 1 自动驾驶系统概述
Outline
1.1 自动驾驶系统架构 1.2 自动驾驶技术国内外发展 1.3 传感器技术 1.4 导航与定位技术 1.5 高精度地图技术 1.6 决策与控制技术 1.7 自动驾驶平美国：截止2016年底，16个州通过相关法案或行政令明确测试条件换个 要求，允许企业展开路面测试。
➢ 德国：2015年政府已允许在连接慕尼黑和柏林的A9高速公路上开展自动 驾驶汽车测试项目；2017年相关部门对Diginet-PS自动驾驶试点项目发 放补贴，用于开发系统和提供自动驾驶的实时交通信息。
自动驾驶系统技术架构分为车载系统和云端系统两部分： 车载系统：
感知 计算平台 执行操作
1.1.2 自动驾驶系统技术架构
云端系统：
把每辆在路上行驶的激光点云或视觉 数据上传至云端，实现地图的完善和 更新。
不断地通过新数据进行模型训练，来 提升算法的处理能力。
新算法在云端的模拟器上进行测试