《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)基礎(chǔ)》-李剛 習(xí)題及解答

課后習(xí)題：第一章智能網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)是如何定義的？答：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)(IntelligentandConnectedVehicle，ICV)是指搭載先進(jìn)的車(chē)載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，融合車(chē)聯(lián)網(wǎng)、5G和V2X等現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)與X(車(chē)、路、人、云等)智能信息交換、共享，并逐漸具備復(fù)雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能，且可實(shí)現(xiàn)安全、高效、舒適、節(jié)能行駛，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛目標(biāo)的新一代汽車(chē)

2、

我國(guó)將汽車(chē)自動(dòng)駕駛分成幾個(gè)級(jí)別？答：0級(jí)應(yīng)急輔助、1級(jí)部分駕駛輔助、2級(jí)組合駕駛輔助、3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛、4級(jí)高度自動(dòng)駕駛、5級(jí)完全自動(dòng)駕駛

3、

智能網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)包括哪些關(guān)鍵技術(shù)？答：從功能角度上,智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)包括環(huán)境感知系統(tǒng)、定位導(dǎo)航系統(tǒng)、路徑規(guī)劃系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、先進(jìn)輔助駕駛系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通信和車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。從技術(shù)角度上,智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)由環(huán)境感知層、智能決策層、控制和執(zhí)行層組成。第二章1.我國(guó)發(fā)展車(chē)聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪幾方面?答：（1）中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模全球第一，汽車(chē)網(wǎng)聯(lián)及智能服務(wù)要求的逐漸提高為我國(guó)車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展提供了機(jī)遇；（2）互聯(lián)網(wǎng)和通信行業(yè)的技術(shù)能力和服務(wù)經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)車(chē)聯(lián)網(wǎng)普及奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；（3）國(guó)家政府的大力支持。

2.車(chē)聯(lián)網(wǎng)的基本框架包括哪幾部分?各自的作用是什么?答：（1）主要包括車(chē)載系統(tǒng)、路側(cè)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。（2）車(chē)載設(shè)備子系統(tǒng)主要包括車(chē)載傳感器、處理器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的獲取和處理。路側(cè)設(shè)備子系統(tǒng)主要包括路側(cè)傳感器、邊緣服務(wù)器和遠(yuǎn)端服務(wù)器，采集道路上交通參與者的狀態(tài)信息。通信子系統(tǒng)：由車(chē)載通信模塊、移動(dòng)通信基站、路側(cè)通信模塊以及其他通信設(shè)施構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)車(chē)、路、云三端之間的信息傳遞。

3.C-V2X相比于DSRC有什么優(yōu)勢(shì)?答：（1）覆蓋范圍更廣，DSRC技術(shù)限于短距離信息傳輸，而C-V2X長(zhǎng)短程均可覆蓋；（2）技術(shù)性能更好，DSRC技術(shù)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，可靠性較低，而C-V2X在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)可利用公網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度；（3）C-V2X相比于DSRC成本更低。4.智能網(wǎng)聯(lián)研發(fā)中常用的中間件有哪些?各自有何特點(diǎn)?答：（1）常見(jiàn)的有ROS、Apollo、Autoware等。（2）三者都是開(kāi)源的。ROS比較通用，最先用于機(jī)器人。Apollo和Autoware都是面向智能駕駛的，Apollo當(dāng)前以脫離ROS，Autoware是基于ROS的。

5.車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)主要包括哪幾方面內(nèi)容?答：車(chē)聯(lián)網(wǎng)安全主要包括通信安全、車(chē)端安全、移動(dòng)APP安全、車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)安全等方面。第三章請(qǐng)分別敘述線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)的組成和工作原理？答：汽車(chē)線(xiàn)控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要組成部分包括轉(zhuǎn)向盤(pán)總成、主控制器（ECU）和轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)。線(xiàn)控轉(zhuǎn)向工作原理是用傳感器檢測(cè)駕駛員的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)將信號(hào)傳遞給車(chē)上的ECU，并從轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)獲得反饋命令；轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)也從轉(zhuǎn)向操縱系統(tǒng)獲得駕駛員的轉(zhuǎn)向明亮，并從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)獲得車(chē)輪情況，從而指揮整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。線(xiàn)控制動(dòng)系統(tǒng)分為電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)（EHB）和電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)（EMB）。EHB是從傳統(tǒng)的\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"液壓制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展來(lái)的，但與傳統(tǒng)制動(dòng)方式有很大的不同，EHB以電子元件替代了原有的部分\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"機(jī)械元件，是一個(gè)先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它將\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電子系統(tǒng)和\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"液壓系統(tǒng)相結(jié)合。EHB主要由電子踏板、\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電子控制單元（ECU）、\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。電子踏板是由\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"制動(dòng)踏板和踏板傳感器（踏板\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"位移傳感器）組成。踏板傳感器用于檢測(cè)踏板行程，然后將位移信號(hào)轉(zhuǎn)化成\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電信號(hào)傳給ECU\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電控單元，實(shí)現(xiàn)踏板行程和\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"制動(dòng)力按比例進(jìn)行調(diào)控。EMB以電能為能量來(lái)源，通過(guò)\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"電機(jī)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)墊塊，由電線(xiàn)傳遞能量，數(shù)據(jù)線(xiàn)傳遞信號(hào)，EMB是線(xiàn)制動(dòng)系統(tǒng)的一種。整個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有連接\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"制動(dòng)管路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，信號(hào)通過(guò)電傳播，反應(yīng)靈敏，減小\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"制動(dòng)距離，工作穩(wěn)定，維護(hù)簡(jiǎn)單，沒(méi)有\(zhòng)t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"液壓油管路，不存在液壓油泄露問(wèn)題，通過(guò)\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"ECU\t"/item/%E7%BA%BF%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%8A%A8%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"直接控制什么是汽車(chē)滑板底盤(pán)技術(shù)？答：滑板底盤(pán)的全線(xiàn)控技術(shù)，將整車(chē)的動(dòng)力、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、熱管理和三電等模塊全部整合到底盤(pán)上，構(gòu)成了獨(dú)立的功能區(qū)，達(dá)到了上下車(chē)體解耦的目的。整車(chē)核心控制模塊均集成在了底盤(pán)上；滑板底盤(pán)可以讓車(chē)實(shí)現(xiàn)上下車(chē)體分離解耦；整車(chē)實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)控；上車(chē)體可以根據(jù)需求更換。對(duì)于滑板底盤(pán)每個(gè)系統(tǒng)都是線(xiàn)控系統(tǒng)，使用電子信號(hào)輸入來(lái)控制車(chē)輛，而不依賴(lài)駕駛員的力或者扭矩的輸入。第四章毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)上的應(yīng)用主要有哪些？答案：毫米波雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)上的應(yīng)用主要有自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)制動(dòng)輔助系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)、變道輔助系統(tǒng)等先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）。視覺(jué)傳感器在無(wú)人駕駛汽車(chē)上能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能？答案：視覺(jué)傳感器在無(wú)人駕駛汽車(chē)上的應(yīng)用主要是環(huán)境感知，通過(guò)視覺(jué)傳感器實(shí)現(xiàn)的感知功能有車(chē)道線(xiàn)識(shí)別、障礙物識(shí)別、交通標(biāo)識(shí)和地面標(biāo)識(shí)、可通行空間識(shí)別、交通信號(hào)燈識(shí)別。多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是什么？答案：多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠提升感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確度與感知維度，據(jù)此來(lái)提升系統(tǒng)決策的可靠性和置信度，增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力。多種工作原理的傳感器聯(lián)合互補(bǔ)，能夠盡量避免單一傳感器的局限性，在最大程度上發(fā)揮多種傳感器的優(yōu)勢(shì)，可以同時(shí)獲取被檢測(cè)物體多種不同的特征信息，漸少環(huán)境、噪聲等外界干擾，提升系統(tǒng)決策的可靠性，多傳感器融合可以帶來(lái)一定的信息冗余度，當(dāng)一個(gè)傳感器發(fā)生故障，系統(tǒng)依舊能夠正常工作，容錯(cuò)度較高，增加系統(tǒng)決策的可靠性和置信度。第五章GPS系統(tǒng)和BDS系統(tǒng)有哪些區(qū)別？答：BDS是中國(guó)研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS是美國(guó)研制的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。BDS有星間鏈路和短報(bào)文功能，GPS沒(méi)有此功能。GPS的衛(wèi)星均是地球中園軌道衛(wèi)星，BDS的衛(wèi)星包括地球同步衛(wèi)星、傾斜軌道同步衛(wèi)星和中國(guó)橢圓衛(wèi)星、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理？答：慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要由慣性測(cè)量單元、信號(hào)預(yù)處理和機(jī)械力學(xué)編排共同組成。加速傳感器能夠測(cè)得加速度的信息，在時(shí)間上不斷積分后，可得到速度，位移等信息，并且是高頻率的更新，提供實(shí)時(shí)的定位信息。陀螺儀是測(cè)量角速度信息，經(jīng)過(guò)參數(shù)解算建立導(dǎo)航坐標(biāo)系，同時(shí)獲得物體的航向和姿態(tài)角。IMU的每一個(gè)軸上都裝有加速度傳感器和陀螺儀。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)利用先前的位置，再通過(guò)姿態(tài)信息和積分加速度信息，可以推算出汽車(chē)的當(dāng)前的位置視覺(jué)SLAM包括哪幾個(gè)模塊，其之間對(duì)應(yīng)關(guān)系？答：傳感器信息采集：通過(guò)攝像頭采集周?chē)h(huán)境信息。前端視覺(jué)里程計(jì)：通過(guò)前后相連幀的信息，估計(jì)相機(jī)的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向以及局部地圖。后端優(yōu)化：接收前端視覺(jué)里程計(jì)信息并優(yōu)化相機(jī)在各時(shí)刻位姿獲得全局運(yùn)動(dòng)軌跡及地圖。回環(huán)檢測(cè)：回環(huán)檢測(cè)的目的是判斷運(yùn)動(dòng)體是否到達(dá)先前的位置，如果檢測(cè)到回環(huán)，將信息發(fā)給后端進(jìn)行處理。建圖：根據(jù)后端優(yōu)化好得軌跡和地圖，建立相應(yīng)的地圖。地圖匹配影響因素有哪些？答：在地圖匹配過(guò)程中，路段的匹配是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，因此路況是影響實(shí)時(shí)性和魯棒性的重要因素。道路越復(fù)雜，道路網(wǎng)的規(guī)模越大，道路匹配的時(shí)間越長(zhǎng)，匹配的實(shí)時(shí)性就越差。車(chē)速會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集，不同路況下輪胎漂移及地面顛簸會(huì)影響點(diǎn)云數(shù)據(jù)的畸形，拐彎、交叉口、立體橋等復(fù)雜路況下被測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，這些情況會(huì)影響系統(tǒng)的魯棒性，系統(tǒng)能否有效地在不同情況下正常工作。地圖匹配的精度受到GPS接收機(jī)誤差、電子地圖誤差和坐標(biāo)變換誤差的影響。GPS信號(hào)在城市中容易受到高樓、隧道等影響而丟失，會(huì)出現(xiàn)較大的匹配誤差，對(duì)數(shù)據(jù)的連續(xù)性造成一定的影響。電子地圖會(huì)受到數(shù)據(jù)自身精度、數(shù)據(jù)比例尺、地圖投影等因素的影響，會(huì)存在誤差。如果電子地圖本身存在誤差，在匹配道路的過(guò)程中也會(huì)引入誤差。坐標(biāo)變換中換算方法的參數(shù)會(huì)隨著區(qū)域的不同而發(fā)生改變，對(duì)坐標(biāo)變換精度造成一定影響。第六章請(qǐng)簡(jiǎn)述馬爾可夫決策過(guò)程。答案：馬爾可夫決策過(guò)程（Markovdecisionprocesses,MDP）就是在馬爾可夫獎(jiǎng)勵(lì)過(guò)程的基礎(chǔ)上加入了決策，即加入了相關(guān)動(dòng)作。馬爾可夫（Markov)中“狀態(tài)”是一個(gè)重要的術(shù)語(yǔ)，所謂狀態(tài)，就是指某一事件在某個(gè)時(shí)刻（或時(shí)期)出現(xiàn)的某種結(jié)果。事件的發(fā)展，隨著時(shí)間的變化而變化所做出的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，或者說(shuō)狀態(tài)轉(zhuǎn)移與時(shí)間的關(guān)系，就稱(chēng)為狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程。正常馬爾可夫的決策過(guò)程由五元數(shù)組定義，定義一個(gè)這樣的五原數(shù)組。1.S代表了智能車(chē)輛所處的有限的狀態(tài)空間。形如一個(gè)包含了車(chē)道，環(huán)境和本身的柵格世界模型（即車(chē)輛所處的真實(shí)世界），可以將智能車(chē)輛所處的車(chē)道和周邊環(huán)境歸納到有限的抽象狀態(tài)中。2.A代表了智能車(chē)輛的行為決策空間，即無(wú)人車(chē)在所有狀態(tài)下行為（behavior）空間的集合：包含跟車(chē)、換道、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、停車(chē)等。3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)T：是一個(gè)條件概率，代表智能車(chē)輛在狀態(tài)s和動(dòng)作a的條件下，達(dá)到下一個(gè)狀態(tài)的概率。4.激勵(lì)函數(shù)R：是一個(gè)激勵(lì)函數(shù)，代表了無(wú)人車(chē)在動(dòng)作a下，從狀態(tài)s跳轉(zhuǎn)到得到的激勵(lì)。該激勵(lì)函數(shù)可以考慮安全性、舒適性等多種因素。5.是一個(gè)激勵(lì)的衰減因子，下一時(shí)刻的激勵(lì)就按照這個(gè)因子進(jìn)行衰減。當(dāng)前的激勵(lì)系數(shù)為1，下一個(gè)時(shí)刻為，下兩個(gè)時(shí)刻為，當(dāng)前的激勵(lì)總是比未來(lái)的激勵(lì)重要。

2、請(qǐng)簡(jiǎn)述Dijkstra算法與A*算法的區(qū)別，并概述A*算法的大體過(guò)程（偽代碼）。答案：區(qū)別：迪杰斯特拉算法搜索路徑時(shí)的中心思想是廣度優(yōu)先搜索和貪心思想。在規(guī)劃過(guò)程中，每次只選擇當(dāng)前代價(jià)最小的值進(jìn)行搜索，不從整體最優(yōu)上加以考慮，只在當(dāng)前這一步選擇最好的，在某種意義上算法求解的是局部最優(yōu)解。A*算法其實(shí)就是從Dijkstra算法演變過(guò)來(lái)，也是在Dijkstra算法之上進(jìn)行優(yōu)化的，Dijkstra算法每次都會(huì)選擇當(dāng)前代價(jià)最小的值進(jìn)行收錄，而A*算法在此基礎(chǔ)上引用了啟發(fā)函數(shù)，不單單看當(dāng)前代價(jià)，還要預(yù)估當(dāng)前點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的預(yù)估代價(jià)，使得在進(jìn)行路徑規(guī)劃時(shí)搜索的速度更快，效率更高。A*算法的啟發(fā)函數(shù)通常表示為。其中F(n)為當(dāng)前點(diǎn)的當(dāng)前代價(jià)，由兩部分組成。g(n)為實(shí)際代價(jià)，即起始點(diǎn)到當(dāng)前點(diǎn)的已經(jīng)走過(guò)的路程代價(jià)和，與Dijkstra算法中的每次收錄的當(dāng)前代價(jià)類(lèi)似。h(n)為預(yù)估代價(jià)，即當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的估計(jì)代價(jià)，常用歐式距離（EuclideanDistance）和曼哈頓距離（ManhattanDistance）來(lái)表示預(yù)估代價(jià)。A*算法在規(guī)劃路徑時(shí)，每次會(huì)根據(jù)啟發(fā)函數(shù)的值進(jìn)行搜索。A*算法進(jìn)行每次探索時(shí)會(huì)向該節(jié)點(diǎn)周?chē)陌藗€(gè)方向進(jìn)行搜索，上下左右以及45度角的方向進(jìn)行探索。A*算法的大體步驟如下：Algorithm:A*1初始化地圖，將起點(diǎn)放入Openlist，Openlist={S};2WhileTrue3IfOpenlist為空；4搜索失??；5else6取Openlist中F（n）值最小的節(jié)點(diǎn)；7將節(jié)點(diǎn)加入Closelist；8If節(jié)點(diǎn)為終點(diǎn)；9回溯父節(jié)點(diǎn)，生成路徑；10return11else12遍歷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)未在Closelist的鄰接節(jié)點(diǎn)；13If節(jié)點(diǎn)在Openlist中；14更新節(jié)點(diǎn)的g（n）的值；15else16直接加入Openlist；17End3、請(qǐng)描述快速搜索隨機(jī)樹(shù)（RRT）算法的搜索過(guò)程，并簡(jiǎn)介RRT算法的改進(jìn)算法。答案：RRT（Rapidly-exploringRandomTree）算法叫做快速搜索隨機(jī)樹(shù)算法，因?yàn)樵撍惴ǖ牟蓸舆^(guò)程類(lèi)似于大樹(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程，所以被稱(chēng)為快速搜索隨機(jī)樹(shù)算法。RRT算法的遍歷過(guò)程和大樹(shù)樹(shù)枝生長(zhǎng)的過(guò)程非常相似，從起點(diǎn)開(kāi)始，把起點(diǎn)比作大樹(shù)的種子，然后開(kāi)始不斷朝各個(gè)方向長(zhǎng)出樹(shù)枝，樹(shù)枝慢慢擴(kuò)展，一直到新生長(zhǎng)的樹(shù)枝接觸到終點(diǎn)，然后就可以找到一條可通行的路徑。RRT算法的大體過(guò)程如下：1.從起點(diǎn)開(kāi)始搜索，然后在地圖上確定一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)，然后將剛確定的隨機(jī)點(diǎn)連接地圖中已經(jīng)收錄的最近點(diǎn)。2.提前設(shè)置一個(gè)步長(zhǎng)作為樹(shù)枝的長(zhǎng)度，從剛才那個(gè)最近點(diǎn)沿著連線(xiàn)的方向取步長(zhǎng)的長(zhǎng)度，確定一個(gè)新的點(diǎn)，并把這個(gè)新節(jié)點(diǎn)收錄。3.然后在隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)，連接剛才收錄的最新的最近點(diǎn)，在以為起點(diǎn)以步長(zhǎng)為長(zhǎng)度取新的點(diǎn)。（如果新確定的隨機(jī)點(diǎn)和最近點(diǎn)的連線(xiàn)穿過(guò)了障礙物，則舍棄這個(gè)隨機(jī)點(diǎn)，再重新選隨機(jī)點(diǎn)）4.重復(fù)以上步驟，要想終止算法，生長(zhǎng)的樹(shù)枝就必須正好到終點(diǎn)，但是正好生長(zhǎng)到終點(diǎn)的概率很小，所以要設(shè)置一個(gè)提前停止的條件。5.所以加上一個(gè)條件，每次產(chǎn)生一個(gè)新的時(shí)就計(jì)算一下它距離終點(diǎn)的距離，如果判斷這個(gè)距離比步長(zhǎng)小并且中間沒(méi)有障礙物，那么就直接將滿(mǎn)足這個(gè)條件和終點(diǎn)連接。這樣就得到最終路徑。改進(jìn)1：RRT*算法。雖然RRT算法是一種高效率的采樣路徑規(guī)劃算法，但是RRT算法并不能保證所得出的可行路徑是相對(duì)優(yōu)化的，因此需要進(jìn)行改進(jìn)，RRT*算法就是基于RRT算法進(jìn)行改進(jìn)的。RRT*算法的主要特征是能快速的找出初始路徑，之后隨著采樣點(diǎn)的增加，不斷地進(jìn)行優(yōu)化直到找到目標(biāo)點(diǎn)或者達(dá)到設(shè)定的最大循環(huán)次數(shù)。其實(shí)RRT*算法和RRT算法主要就差在兩個(gè)地方。RRT*算法在RRT算法的基礎(chǔ)上優(yōu)化了兩個(gè)步驟：重新選擇父節(jié)點(diǎn)和重新布線(xiàn)隨機(jī)樹(shù)兩個(gè)過(guò)程。重新選擇父節(jié)點(diǎn)：再確定一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)X_new后，然后以新的節(jié)點(diǎn)為圓心，提前規(guī)定好的半徑畫(huà)圓，然后在這圈內(nèi)的鄰近節(jié)點(diǎn)重新選擇父節(jié)點(diǎn)，看鄰近節(jié)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)X_new的父節(jié)點(diǎn)時(shí)是否有更優(yōu)，如果路徑更優(yōu)就選擇X_new為它的父節(jié)點(diǎn)。重布線(xiàn)隨機(jī)樹(shù)的過(guò)程：在進(jìn)行重新選擇父節(jié)點(diǎn)后，為使整體的路徑代價(jià)最小，需要進(jìn)行重布線(xiàn)處理。重布線(xiàn)的過(guò)程也可以被表述成：如果近鄰節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)改為X_new可以減小路徑代價(jià)，如果能減小代價(jià)就更換父節(jié)點(diǎn)。改進(jìn)2:InformedRRT*算法。InformedRRT*算法是基于RRT*算法進(jìn)行改進(jìn)的，RRT*是一個(gè)漸進(jìn)最優(yōu)的基于采樣的規(guī)劃算法。但是RRT*在提高了規(guī)劃出來(lái)的路徑的質(zhì)量的同時(shí)，消耗的時(shí)間也大大增長(zhǎng)。因此在保證規(guī)劃出來(lái)的路徑的質(zhì)量的同時(shí)，縮短搜索時(shí)間是一個(gè)探索的方向，也就是想辦法在同樣長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，得到盡可能好的規(guī)劃結(jié)果。InformedRRT*就是向這個(gè)方向探索的一種。InformedRRT*算法是在RRT*算法得到路徑之后，再次基礎(chǔ)上對(duì)此路徑進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使得得到的路徑最優(yōu)。在用RRT*算法得到可行路徑之后，將采樣點(diǎn)的范圍限制在一個(gè)橢圓（高維空間為橢球型）范圍內(nèi)，更優(yōu)的路徑的采樣點(diǎn)范圍會(huì)存在以起點(diǎn)和終點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓上，然后隨著路徑長(zhǎng)度的不斷縮短，橢圓也隨著不斷變小，然后最終得到的路徑也越來(lái)越優(yōu)。4、請(qǐng)說(shuō)明TEB算法中的常見(jiàn)約束。答案：1.跟隨路徑+避障跟隨路徑+避障約束主要有兩個(gè)目標(biāo)，跟隨已知的全局規(guī)劃路徑和實(shí)時(shí)避障,對(duì)應(yīng)的約束函數(shù)可以用懲罰函數(shù)的形式表示：2.速度和加速度約束由于車(chē)輛性能的約束，車(chē)輛的速度和加速度都是有最大值和最小值的，所以需要對(duì)兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息加以約束，對(duì)應(yīng)的約束形式可以表示為：3.運(yùn)動(dòng)學(xué)約束運(yùn)動(dòng)學(xué)約束主要是將車(chē)輛在單位時(shí)間間隔內(nèi)的軌跡簡(jiǎn)化成曲率相同的弧線(xiàn)上，如圖所示。對(duì)應(yīng)的約束條件為：4.最快路徑約束最快路徑約束是一種比較常見(jiàn)的約束，目的是讓車(chē)輛獲得最快的路徑，并非是傳統(tǒng)意義上的最短路徑，因?yàn)樽疃痰穆窂讲灰欢ㄊ亲羁斓穆窂?。最快路徑約束條件如下：第七章PID控制包括那些過(guò)程？分別的作用是什么？答案：比例控制，積分控制，微分控制a.比例控制:指成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的誤差信號(hào)e(t)，調(diào)節(jié)器會(huì)產(chǎn)生控制效果以減小誤差。b.積分環(huán)節(jié)：用于消除誤差，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)。c.微分環(huán)節(jié)：反應(yīng)偏差信號(hào)的變化速率，并能在偏差信號(hào)變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間常見(jiàn)的動(dòng)力學(xué)模型有哪些？其各自包括哪些部分？答案：二自由度車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，三自由度車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，七自由度車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，1，二自由度指的是橫向上y軸的運(yùn)動(dòng)和繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，忽略了縱向x軸的運(yùn)動(dòng)2，三自由度車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型指橫向上y軸運(yùn)動(dòng),縱向上x(chóng)軸運(yùn)動(dòng)及車(chē)輛繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)3，七自由度模型:包括車(chē)輛的縱向位移、橫向位移和橫擺角速度與四個(gè)車(chē)輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模型預(yù)測(cè)控制是基于開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制？模型預(yù)測(cè)控制分為幾個(gè)部分？答案：閉環(huán)控制。預(yù)測(cè)模型，滾動(dòng)優(yōu)化，反饋校正。第八章自動(dòng)駕駛測(cè)試體系包括哪些？答案：在測(cè)試體系中分為縱向分層和橫向分層，包括模型在環(huán)（MIL）、軟件在環(huán)（SIL）、硬件在環(huán)（HIL）、車(chē)輛在環(huán)（VIL）和道路在環(huán)（RIL）。其中模型在環(huán)（MIL），軟件在環(huán)（SIL）、硬件在環(huán)（HIL）為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在進(jìn)行車(chē)輛在環(huán)和道路在環(huán)測(cè)試之前必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。道路在環(huán)測(cè)試又分為封閉式和開(kāi)放式道路。道路在環(huán)中測(cè)試環(huán)境要素包括哪些？答案：測(cè)試環(huán)境要素包括低、高速公路、城市鄉(xiāng)村道路、隧道等，還應(yīng)具備相應(yīng)的特點(diǎn)，如街景、停車(chē)場(chǎng)、彎路、交通設(shè)施、標(biāo)線(xiàn)、信號(hào)燈等，同時(shí)還要模擬，雨、雪、霧等自然環(huán)境安全測(cè)評(píng)方法遵循哪些原則？答案：安全測(cè)評(píng)方法的選擇要遵循以下原則：充分性、適應(yīng)性、系統(tǒng)性、針對(duì)性和合理性。第九章智能輔助系統(tǒng)由幾部分組成，其常用的橫向功能具體有哪些，常用的縱向功能有哪些？答案：智能駕駛輔助系統(tǒng)由橫向輔助系統(tǒng)、縱向輔助系統(tǒng)以及自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)三部分組成。其中常用的橫向功能主要包括車(chē)道保持輔助系統(tǒng)、車(chē)道偏離預(yù)警輔助系統(tǒng)、交通擁擠輔助系統(tǒng)、撥桿換道輔助系統(tǒng)；常用的縱向功能主要包括自適應(yīng)巡航輔助系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)輔助系統(tǒng)、高速公路輔助系統(tǒng)、智能巡航控制輔助系統(tǒng)。智能輔助系統(tǒng)功能種類(lèi)繁多，其中哪種功能不同于行車(chē)域類(lèi)型功能，其具體作用是什么？答案：自動(dòng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)榮不同于行車(chē)域其他功能，屬于靜止域輔助系統(tǒng)，一般來(lái)說(shuō)，\t"/item/%E8%87%AA%E5%8A%A8%E6%B3%8A%E8%BD%A6%E8%BE%85%E5%8A%A9%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)使用多種方法來(lái)檢測(cè)自車(chē)周?chē)恼系K物。有些在汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠四周裝上了感應(yīng)器，這些傳感器既可以用來(lái)作為信號(hào)的發(fā)送裝置，同時(shí)也是信號(hào)接收裝置。通過(guò)發(fā)出信號(hào)指令，當(dāng)信號(hào)接觸障礙物時(shí)會(huì)反射回來(lái)。這時(shí)控制器根據(jù)其接收信號(hào)所需的時(shí)間經(jīng)過(guò)精密計(jì)算來(lái)標(biāo)定障礙物的特征大小以及距離等信息。與此同時(shí)，汽車(chē)會(huì)檢測(cè)到已泊車(chē)完畢的車(chē)輛信息以及停車(chē)的車(chē)位信息和距離路沿的位置，最后把使用該系統(tǒng)的車(chē)輛安全停入車(chē)位。當(dāng)裝配ADAS系統(tǒng)的智能車(chē)輛，前車(chē)緊急剎停的情況下，AEB與ACC哪個(gè)先觸發(fā)，并說(shuō)明理由。答案：當(dāng)裝配ADAS系統(tǒng)的智能車(chē)輛，前車(chē)緊急剎停的情況下，ACC會(huì)先觸發(fā)。因?yàn)锳CC具有跟車(chē)功能，當(dāng)智能輔助系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，前車(chē)車(chē)輛靜止，自車(chē)進(jìn)行跟車(chē)車(chē)速也會(huì)降為0，會(huì)讓安全距離拉大，進(jìn)而保持足夠的安全距離。反之，如果AEB先行觸發(fā)，則會(huì)造成車(chē)輛短時(shí)間內(nèi)無(wú)法啟動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)更大交通事故。第十章大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式賽車(chē)的關(guān)鍵部件有哪些？解釋其功用是什么？答案：（1）線(xiàn)控驅(qū)動(dòng)，為賽車(chē)提供驅(qū)動(dòng)力，滿(mǎn)足賽車(chē)在無(wú)人駕駛時(shí)的高速、高響應(yīng)性要求（2）線(xiàn)控轉(zhuǎn)向，使賽車(chē)具有轉(zhuǎn)向功能，控制賽車(chē)前輪轉(zhuǎn)角使賽車(chē)跟蹤期望路徑。（3）線(xiàn)控制動(dòng)，保證賽車(chē)的減速能力，減小車(chē)速跟蹤期望車(chē)速，在賽車(chē)沖出賽道和關(guān)鍵信號(hào)丟失的情況下觸發(fā)緊急制動(dòng)保證車(chē)輛的安全。（4）激光雷達(dá)，根據(jù)激光雷達(dá)采集的原始點(diǎn)云提取感興趣區(qū)域，僅保留車(chē)體前方一定范圍內(nèi)的點(diǎn)云信息，同時(shí)降低點(diǎn)云量。由于比賽場(chǎng)地較為平整，因此可對(duì)地面點(diǎn)進(jìn)