巡航系统巧实现（教学课件）信息科技六年级

第1单元 智慧汽车系统 项目主题 Project Theme 7、巡航系统巧实现 六年级下 01 Learning goal 学习目标 02 Lead-in 课堂导入 03 Exploring New Knowledge 新知探究 04 Knowledge Summary 知识总结 05 Smart Challenge 智慧挑战 06 Interest Area 兴趣园地 目录 2 学习目标 PART ONE 了解定速巡航系统的功能和模块组成 能通过反馈机制设计汽车的速度控制算法 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 请你用喜欢的方式进行描述： 想法1: 想法2: 想法3: 为减轻司机驾驶汽车的疲劳，人们为汽车设计了自适应巡航系统。自适应巡航系统能够根据国家对行车的要求和当前路况，自动调整行车速 度。自适应巡航系统是怎么工作的呢？ 新知探求 PART THREE 自适应巡航系统中有两个重要的设定参数，即行车速度和跟车距离。在车前没有障碍物时，汽车会按照设定的行车速度行驶。 新知探究 当传感器检测到障碍物时， 如果汽车与前方障碍物的距离大于跟车距离时，系统会保持设定的巡航速度； 如果汽车与前方障碍物的距离小于跟车距离时，系统会自动减速以保持安全距离； 如果障碍物消失或移开，系统会自动加速以恢复原有的车速。 传感器检测前方障碍物 设定跟车距离和行驶速度 判断与前车距离是否小于设定跟车距离 与前车的距离 反馈机制 新知探究 如果一条公路限速100千米/小时，自适应巡航系统设定为与前车距60~100米时，车速降低到80千米/小时；与前车距离10~60米时，车低到60千米/小时；与前车距离小于10米时，紧急刹停。 汽车与障碍物的距离 车速度与前车的距离 最高车速不超过 ( )千米/小时 ( )千米/小时，与前车的距离>______米 ( )千米/小时，与前车的距离>______米 最低车速不超过 ( )千米/小时 ( )千米/小时，与前车的距离>______米 100 60 60 100 80 100 60 10 新知探究 N-S图画出出自适应巡航控制系统的控制流程 设定行驶速度和跟车距离 与前车距离＞100m 以100km/h的车速行驶 与前车距离＞60m 视为安全距离。车速固定80km/h 与前车距离＞10m 视为有危险距离，车速固定60km/h，并发出低频提示音 极其危险，紧急刹停 Y N Y N Y N 反馈是系统控制中的关键环节，通过比较系统输出与目标值的偏差，形成调整信号，使系统行为逼近预定目标。它增强了系统的稳定性，提高了控制精度，使系统能够适应外部环境和内部条件的变化。通过不断迭代和调整，反馈机制还能优化系统控制策略，提升整体性能。因此，反馈是确保系统高效、稳定运行的重要机制。 新知探究 要模拟设计一款自适应巡航系统的控制程序，可能会用到以下积木。 新知探究 尝试搭建自适应巡航系统，观察并运行程序，记录系统运行状态。 与前车的距离 本车的速度 大于100m 100km/h 60~100m 80km/h 10~60m 60km/h 小于10m 紧急刹停 在设计控制系统时，要充分考虑安全问题。在高速路上，低于最低车速行驶或紧急刹车，都容易引发交通事故。考虑的因素越多，系统设计得也越安全。分析控制系统，你发现有哪些问题，怎样改进设计方案？说出你的设计思路，并通过实验论证方案的可行性。 智能驾驶技术是一项非常神奇且日益发展的科技，它就像是给汽车装上了智慧的大脑，让汽车能够自己“思考”和驾驶。它使用了很多高科技手段，比如传感技术，就像是给汽车装上了眼睛和耳朵，让它能够感知周围的世界；还能根据算法自动运算，就像是汽车的智慧大脑，帮助它理解和处理感知到的信息，并做出正确的驾驶决策。 智能驾驶技术不仅仅是为了让我们驾驶更方便、更安全，它还能在节约能源、保护环境方面发挥重要作用。因为智能驾驶的汽车可以根据路况和交通情况，智能地调整行驶速度和路线，减少不必要的能耗和排放。所以，智能驾驶技术的发展，不仅推动了汽车工业的升级和转型，也为我们创造了一个更加美好、安全、环保的出行未来。希望在未来，我们都能有机会体验到智能驾驶带来的乐趣和便利! 新知探究 智能驾驶技术 知识总结 PART FOUR 知识总结 定速巡航系统的工作过程 反馈对控制系统的优化作用 智慧挑战 PART FIVE 2.当汽车定速巡航系统设定在100公里/小时行驶时，遇到一个长上坡，车速开始下降。此时，系统会如何反应？ A. 什么也不做，任由车速下降 B. 自动减小油门，让车更省油 C. 自动加大油门，试图让车速恢复到100公里/小时 D. 自动刹车，让车减速 1.定速巡航系统工作时，控制器会不断进行以下操作：①检测当前实际速度；②将实际速度与设定的目标速度进行比较；③根据比较结果，决定增加油门、减少油门或保持不变；④重复以上过程。这种“不断检测、比较、调整”的工作方式，在控制系统中被称为： A. 顺序执行 B. 反馈机制（闭环控制） C. 随机控制 D. 开环控制 解析：“反馈机制”或“闭环控制”的核心特点。系统会不断监测输出结果（实际速度），并将它反馈回输入端与目标值（设定速度）进行比较，根据两者的误差来调整下一步的动作。 1.答案：B 智慧挑战 解析：速度传感器检测到实际车速低于设定速度（100公里/小时）。控制器比较后发现“实际<目标”，存在速度差误差。为了消除这个误差，控制器发出指令给执行器：加大油门，提供更多动力，让车加速爬坡。 2.答案：C 兴趣园地 PART SIX 兴趣园地 除了自适应巡航系统，车道保持辅助系统也是智能驾驶辅助系统中的重要组成部分。请查阅资料，了解一下车道保持辅助系统的工作原理，并用你喜欢的方式描述一下车道保持辅助系统是如何工作的。 工作原理：车道保持辅助系统主要依靠摄像头、毫米波雷达或激光雷达等传感器，实时监测车辆在当前车道内的位置，同时结合车辆的行驶速度、转向角度等数据，判断车辆是否有偏离车道的趋势。 数据采集 传感器会持续拍摄道路上的车道线图像，通过算法识别出车道的边界和车辆在车道中的位置。 判断预警 当系统检测到车辆即将偏离车道（比如车轮压到车道线），会通过方向盘震动、仪表盘提示音或视觉警示提醒驾驶员。 自动修正 如果驾驶员没有及时干预，部分高级系统会通过电子助力转向系统施加轻微的转向力，让车辆回到车道中央，避免偏离。 讨论 请你设计一款自动驾驶系统，并说一说它包含了哪些模块，这些模块都是如何工作的。 兴趣园地 讨论 模块组成 自动驾驶系统一般包含感知模块、决策模块、控制模块、通信模块、电源模块这五大核心模块。 感知模块 由摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器组成，负责“看”和“听”——识别道路、车辆、行人、交通标志等环境信息，把这些信息转化为数据传递给决策模块。 决策模块 相当于系统的“大脑”，会根据感知模块的数据，结合导航信息、交通规则，判断车辆该加速、减速、转向还是刹车，制定行驶策略。 控制模块 接收决策模块的指令，控制车辆的油门、刹车、方向盘等部件，让车辆执行具体的行驶动作。 通信模块 让车辆与其他车辆、道路设施（如智慧交通信号灯）进行信息交互，实现车联网，提升行驶安全性和效率。 电源模块 为整个自动驾驶系统提供稳定的电力支持，保障所有模块正常运行。 谢谢 下节课见！ Thanks！ $