智能网联汽车技术课后习题及其参考答案

《智能网联汽车技术》练习题及其参考答案项目一习题及思考题【填空题】1.智能网联汽车集中运用了计算机、现代、信息融合、识别、通信网络及等技术，是一个集环境感知、规划决策和驾驶辅助等于一体的高新技术综合体，拥有相互依存的技术链和产业链体系。

参考答案：传感；模式；自动控制；多等级2. 当两个车辆距离较远或被障碍物遮挡，导致直接无法完成时，两者之间的通信可以通过进行信息传递，构成一个无中心、完全自组织的车载自组织网络，车载自组织网络依靠短距离实现V2V和V2I之间的通信。

它使在一定通信范围内的车辆可以各自的车速、位置等信息和车载感知的数据，并自动连接建立起一个移动的网络，典型的应用包括行驶安全预警、交叉路口协助驾驶、交通信息发布，以及基于通信的车辆控制等。

参考答案：通信；路侧单元；通信技术；相互交换；传感器；纵向3. 控制和执行层控制和执行层的主要功能是按照决策层的指令，对车辆进行和协同控制，并为提供道路交通信息、安全信息、娱乐信息、救援信息，以及办公、网上消费等，保障汽车安全行驶和舒适驾驶。

从功能角度上讲，智能网联汽车与一般汽车相比，主要增加了与定位系统、无线通信系统、车载自组织和先进驾驶等。

参考答案：职能；操作；联网汽车；商务；环境感知；网络系统；辅助系统【问答题】1.简述智能网联汽车的发展历史。

参考答案：智能网联汽车的发展的第一阶段是基于汽车感知与控制的驾驶辅助系统（ADAS），这是智能网联汽车发展的基础阶段；第二阶段是应用信息通信（ICT）技术实现车－X之间的信息共享与控制协同，即网联化技术的应用；第三阶段是自动驾驶和无人驾驶的实现，这是智能汽车发展的最终目标。

基于此，各发达国家早在20 世纪70 年代就开始智能汽车的研究，随着以互联网、通信技术、云计算、人工智能等技术驱动的产业创新和以清洁能源替代化石燃料的能源创新，汽车产业正迎来承接着第四次重大变革的时代——智能网联汽车时代。

2.简述智能网联汽车、智能汽车和无人驾驶汽车的异同点。

参考答案：1）智能汽车在一般汽车上增加雷达、摄像头等先进传感器、控制器、执行器，通过车载感知系统和信息终端等装置实现与车、路、人等的信息交换，使车辆具备智能环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地，最终实现替代人来操作的目的；2）无人驾驶汽车是通过车载环境感知系统感知道路环境、自动规划和识别行车路线并控制车辆到达目标的智能汽车；3）智能网联汽车与车联网应该并行推进，协同发展，智能网联汽车依托车联网，不仅要通过技术创新连接互联网，还能使V2X之间实现多种方式的信息交互与共享，提高智能网联汽车的行驶安全性。

3.论述智能网联汽车的技术分级。

参考答案：各主要国家对智能网联汽车技术的分级是不完全相同的，美国分为5级，德国分为3级，中国分为5级。

我国智能网联汽车的技术分级是（1）无自动驾驶阶段（1级）；（2）驾驶员辅助阶段（2级）；（3）半自动驾驶阶段（3级）；（4）高度自动驾驶阶段（4级）；（5）完全自动驾驶阶段（5级）。

4.简述智能网联汽车系统构成。

参考答案：智能网联汽车由环境感知层、智能决策层，以及控制与执行层组成。

项目二习题及思考题【填空题】1. 车轮转速传感器用于测量汽车的转速，转速信号借助于电缆传送给汽车上的ABS、ASR、ESP等控制单元，调节每个车轮的制动力，保证汽车行驶稳定性和操纵性。

另外，智能网联汽车的系统、车道报警系统、车道保持辅助系统、自适应控制系统等，也需要将采集到的车轮转速根据预设的车速计算公式换算成车速信号发送到CAN 总线，通过CAN总线获取车速信号。

参考答案：车轮；导航；偏离；巡航；信号2. 车载传感器网络的具有高速移动性，导致了网络的连通性，所以车载传感器网络中的数据收集扩散和远程路由协议都是基于机会性的。

然而，网络中车辆并不了解其周围车辆未来的行驶路线，所以这种车辆移动的不确定性会导致基于转发方式利用移动节点传递数据也就不确定。

参考答案：节点；间歇；协议；邻居；存储【问答题】1.简述无人驾驶汽车传感器的分类。

参考答案：汽车传感器有很多种分类方法，如有按测量对象划分的，有按工作原理划分的，有按功能划分的，有按使用区域划分的，但目前还没有统一的分类方法。

2.简述毫米波雷达的结构和工作原理及其应用。

参考答案：毫米波雷达是指工作频率介于微波和光之间，选在30～300 GHz频域（波长为1～10mm，即1mm波波段）的雷达；车载毫米波雷达根据测量原理的不同，一般分为脉冲方式和调频连续波方式两种。

脉冲方式测量原理简单，但由于受技术、元器件等方面的影响，实际应用中很难实现。

采用脉冲方式的毫米波雷达需在很短的时间（一般都是微秒的数量级）内发射大功率的信号脉冲，通过脉冲信号控制雷达发射装置发射出高频信号，因此在硬件结构上比较复杂，成本高；采用调频连续波方式的毫米波雷达结构简单，体积小，可以同时得到目标的相对距离和相对速度。

例如ESR毫米波雷达能够提供目标的相对距离、角度和速度等信息。

它从CAN 总线获取所需的车速、横摆角速度、转向盘转角等本车信息，扫描后将目标的信息，如距离、相对速度等同样通过CAN总线传递给车载计算机，同时具有中距离扫描和远距离扫描的功能，并将所扫描的目标数据存入相应的内存地址。

3.简述视觉传感器的结构和工作原理。

参考答案：视觉传感器主要由光源、镜头、图像传感器、模数转换器、图像处理器、图像存储器等组成。

其主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。

视觉传感器是一种特殊的半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

其包含的像素数越多，它提供的画面分辨率也就越高，把光信号转换成电荷信号。

利用排列整齐的光电二极管，能感应光线，并将光信号转变成电信号，经外部采样放大及模数转换电路转换成数字图像信号。

项目三习题及思考题【填空题】1. 链路管理(LM)软件模块携带了的数据设备、鉴权、链路配置和其他一些协议。

链路管理可以发现其他远端链路管理并通过链路协议(LMP)与之通信。

链路管理单元主要提供如下服务：发送和接收数据、请求名称、地址査询、鉴权、建立连接、链路协商和建立，以及决定帧的类型等。

参考答案：链路；硬件；单元；管理；模式2. RFID工作原理并不复杂：标签进入后，接收发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在中的产品信息（passlve tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一的信号（active tag，有源标签或主动标签）。

通过解读器读取并解码后，送至中央信息系统进行有关处理。

参考答案：磁场；解读器；芯片；频率；信息；数据【问答题】1.简述无线通信系统的组成与分类。

参考答案：无线通信系统有信号源、发送设备、接收设备、受信人、传输媒质五个组成部分。

按照系统关键部分的不同特性，无线通信系统可分为以下一些类型。

（1）按照工作频段或传输手段分类，无线通信系统分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等；方向就是开辟更高的频段。

（2）按照通信方式来分类，无线通信系统主要有（全）双工系统、半双工系统和单工系统。

（3）按照调制方式的不同来划分，无线通信系统有调幅系统、调频系统、调相系统，以及混合调制系统等。

（4）按照传送消息的类型分类，无线通信系统有模拟通信系统和数字通信系统，也可以分为话音通信系统、图像通信系统、数据通信系统和多媒体通信系统等。

2.论述卫星通信技术分类和技术特点。

参考答案：卫星通信系统的分类方法很多，一般可以按照卫星的运动状态、系统的覆盖范围、卫星转发能力、卫星转发器的处理能力、多址方式、卫星通信所用频段，以及通信业务种类的不同来区分；卫星通信具有下列特点。

（1）卫星通信覆盖区域大，通信距离远。

（2）卫星通信具有多址联接功能。

（3）卫星通信频段宽，容量大。

卫（4）卫星通信机动灵活。

（5）卫星通信质量好，可靠性高。

（6）卫星通信的成本与距离无关。

3.简述专用短程通信技术的工作原理。

参考答案：专用短程通信技术是一种高效的无线通信技术，利用物理层、媒体访问控制层、网络层和应用层，实现在特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，达到车辆的“车—路”“车—车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机接。

专用短程通信系统利用载单元的媒体访问控制层和物理层负责处理车辆与车辆之间、车辆与路侧设施之间的专用短程无线通信连接的建立、维护和信息传输。

项目四习题及思考题【填空题】1. 视觉传感器采集到的往往包含天空及远处其他环境因素，这些信息对是否安全行驶没有任何价值，但对车道的检测却造成了一定干扰，并且由于对无用信息的处理，计算量也相对增加。

因此，为了能够准确出车道标线并加快处理速度，将不包含的天空部分，以及较远处的其他干扰去除。

参考答案：道路图像；车辆；标线；检测；道路信息；信息2. 实际情况中，非结构化道路的区域和非道路区域的像素一般是连续且相似的。

基于此特性，提出了一种仅对含有道路的块进行分析的分块分类方法，因此实时性较高。

但该方法仅仅利用四个顶点的属性对分块的类别进行判断，因此很容易受噪声的干扰造成误分类。

针对该问题，本文对上述方法进行改进，将扩展成顶点区域，并引入置信概率对类别进行判断。

参考答案：道路；边界；像素；定点；分块3. 道路环境是一个典型的开放的环境，对动静态检测提出了较大的挑战。

例如，道路环境的复杂多变特性与天气状况，导致系统检测性能的不稳定性。

交通种类繁多、检测与识别复杂。

动态目标如行人的外观多样性、姿态多样性等，导致难度增加。

此外，动静态目标在实际应用中均存在被遮挡情况，导致传统的检测算法失效。

参考答案：非可控；目标；光照；视觉系统；标志；行人；检测算法【问答题】1.道路检测算法有哪些要求？参考答案：结构化道路检测主要是对车道标线进行识别，在此之前，首先需要确定车道标线区域，即对图像分割得到二值化图像；道路区域和非道路区域难以区分。

在这种复杂的场景下，传统的道路图像分割方法容易造成道路区域误分割，不利于后续道路模型参数求解。

通过分析发现，对于非结构化道路图像，其道路区域与非道路区域在颜色、纹理等特征上差别较大，主要从彩色图像出发，进行非结构化道路图像分割。

2.车道标线如何检测？参考答案：结构化道路检测主要是对车道标线进行识别，在此之前，首先需要确定车道标线区域，即对图像分割得到二值化图像。

图像分割效果的优劣取决于阈值的选取，传统的自适应阈值分割法（OTSU 法）通过综合考虑整幅图像的灰度特征，将道路区域与车道标线区域两类类间方差最大作为阈值选取准则。

3.论述无人驾驶汽车行驶环境中的目标检测？参考答案：（1）图像预处理。

图像预处理主要由图像灰度化、直方图均衡化、图像尺寸重置等步骤构成，目的是得到标准图像，以便自动化处理；（2）目标检测。