无人驾驶汽车的“眼睛”（教案）六年级下册信息技术河大音像版

第十五课 无人驾驶汽车的“眼睛”
教学目标:
1.了解传感器
2.了解无人驾驶汽车常用的传感器
3.知道不同传感器的特点与融合使用
教学过程:
一、激趣导入
师:无人驾驶汽车虽然不会迷路，但是如果其前面有障碍物的话，无人驾驶汽车会
怎么办呢
无人驾驶汽车也像我们人类一样，是有一双“眼睛”的。
二、知识站
机器人只有靠传感器才能像人类一样获取外界信息。传感器是机器设备的“感觉器官”，包括视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、温湿度传感器、气味传感器、味觉传感器等。它们可以满足智能机器看、听、触、感、嗅等功能
三、思考营
如果要识别车前面是否有障碍物，需要什么传感器呢
四、知识站
人类的感知主要通过眼睛、耳朵等器官，自动驾驶则主要通过摄像头、电磁波雷达、激光雷达等传感器感知周围环境获取信息。
1.摄像头。
摄像头可以采集图像信息，与人类视觉最为接近。摄像头采集到的图像信息，经过计算机的算法分析，就能够识别丰富的环境信息，如车道线、障碍物、行人、自行车、机动车、道路轨迹线、路牌、信号灯等。
摄像头的优势是成本低，采集信息丰富;摄像头的缺点也较为明显，主要是三维立体感差，受雾霾等气象环境影响大。
2.电磁波雷达。
电磁波雷达主要利用无线电波对物体进行探测和定位，通过发射无线电信号并接收反射回来的信号来测定距离。如图15-2所示。电磁波雷达的优点是穿透烟雾、灰尘能力强，传输距离远。
3.激光雷达。
激光雷达通过向目标发射激光束，然后将接收到的反射回
与发射信号进行比较，经过计算分析后，可以精确获得目标有关信息，如位置、速度，甚至形状等参数。如图15-3所示。
由于现实中路况复杂，为保障安全，无人驾驶汽车一般应用多种类型的传感器相互补充。
五、操练场
设计巡线无人驾驶汽车程序。
1.打开“爱熊图形化编程”，选择舞台栏中的“绘制”工具。2.用“矩形”工具绘制背景，如图15-5所示。
3.用“橡皮”工具擦出道路，如图15-6所示。
4.上传角色“汽车”，并绘制左、右传感器两个角色。如图15-7所示。
6.设计左、右传感器程序。
7.运行程序，测试效果。
六、作业：了解智慧谷
无人驾驶汽车感知环境的四大步骤，
第一步，环境监测。摄像头将监测到的道路画面传递给核心计算机。
第二步，语义分割。将获取图像中的影像进行区分匹配分辨出道路、汽车、行人等并找出物体在环境中的位置
第三步，算法分析。核心计算机将当前画面与上一次画面进行对比，确定道路前方物体及其移动趋势
第四步，预测路线。摄像头及雷达跟踪定位周围障碍物观察障碍物移动趋势并预测其移动路径