《智能网联汽车概论》练习答案.docx

1、智能网联汽车概论练习答案第1章 智能网联汽车基础知识练习参考答案一、名词解释1智能汽车答：智能汽车是在一般汽车上增加雷达和摄像头等先进传感器、控制器、执行器等装置，通过车载环境感知系统和信息终端实现与车、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网联汽车答：网联汽车是指基于通信互联建立车与车之间的连接，车与网络中心和智能交通系统等服务中心的连接，甚至是车与住宅、办公室以及一些公共基础设施的连接，也就是可以实现车内网络与车外网络之间的信息交互，全面解决人车外部环境之间的信息交流问题。3智能网

2、联汽车答：智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、行人、云端等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现车辆“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。4自动驾驶汽车答：自动驾驶汽车是指汽车至少在某些具有关键安全性的控制功能方面（如转向、油门或制动）无须驾驶员直接操作即可自动完成控制动作的车辆。自动驾驶汽车一般使用车载传感器、GPS和其他通信设备获得信息，针对安全状况进行决策规划，在某种程度上恰当地实施控制。5无人驾驶汽车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

3、规划和识别行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用环境感知系统来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路状况、车辆位置和障碍物信息等，控制车辆的行驶方向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。二、填空题1智能网联汽车发展的终极目标是 无人驾驶汽车 。2自动驾驶汽车至少包括自适应巡航控制系统、车道保持辅助系统、自动制动辅助系统、自动泊车辅助系统，比较高级的车型还应该配备交通拥堵辅助系统 。3我国把智能网联汽车智能化划分为5个等级，1级为驾驶辅助（DA），2级为部分自动驾驶（PA），3级为有条件自动驾驶（CA），4级为高度自动驾驶（HA），5级为完全自动驾驶（FA）。4我国把智能

4、网联汽车网联化划分为3个等级，1级为网联辅助信息交互；2级为网联协同感知， 3级为网联协同决策与控制。5对应美国SAE分级标准，无人驾驶专指 L4 、 L5 阶段，汽车能够在限定环境乃至全部环境下完成全部的驾驶任务。三、选择题1不属于自动驾驶汽车的是（ A ）。AL0级 BL1级 CL2级 DL3级2属于无人驾驶汽车的是（ D ）。AL1级 BL2级 CL3级 DL4级3能够实现V2X通信的是（ C ）。A蓝牙 BWi-Fi CDSRC D4G4不属于智能网联汽车关键零部件的是（ A ）。A近距离超声波雷达 B中程毫米波雷达C激光雷达 D短程毫米波雷达5自主式驾驶辅助不包括（ D ）。A前向碰

5、撞预警系统 B车道偏离预警系统C盲区监测系统 D车道内自动驾驶系统四、问答题1智能汽车、智能网联汽车、自动驾驶汽车和无人驾驶汽车之间是什么关系？答：智能汽车范围最广，具有L1L5以及其他应用于L0的智能辅助驾驶系统技术的汽车，都属于智能汽车；无人驾驶汽车范围最小，主要是指具有L4和L5级属性的汽车；自动驾驶汽车是指具有L1L5，但不包括预警提示、短暂干预的辅助驾驶系统等技术的汽车；智能网联汽车是智能汽车与车联网交集的产品，从更为广义的角度来看，智能网联汽车已不是特指某类或单个车辆，而是以车辆为主体和主要节点，由车辆、道路基础设施、通信设备及交通控制系统，以及数据存储与处理系统等共同构成的综合协

6、调系统，是未来智能交通系统下车联网环境中发挥着重要作用的智能终端，最终实现车辆“安全、高效、舒适、节能”行驶的新一代多车辆系统。2驾驶员对车辆控制权分几种？答：分为驾驶员拥有车辆全部控制权、驾驶员拥有车辆部分控制权、驾驶员不拥有车辆控制权3种形式3智能网联汽车“三横两纵”技术结构具体包含哪些内容？答：三横包括基础支撑技术、信息交互关键技术和车辆/设施关键技术；两纵是指车载平台和基础设施。4智能网联汽车的关键零部件有哪些？答：智能网联汽车的关键零部件主要有车载光学系统、车载雷达系统、高精定位系统、车载互联终端、集成控制系统等。5智能网联汽车的关键共性技术有哪些？答：智能网联汽车的关键共性技术主要

7、有多源信息融合技术、车辆协同控制技术、数据安全及平台软件、人机交互及共驾技术、基础设施与技术法规等。第2章 智能网联汽车环境感知系统练习参考答案一、名词解释1超声波传感器答：超声波传感器也称超声波雷达，它是利用超声波的特性研制而成的传感器，是在超声波频率范围内将交变的电信号转换成声信号或将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件。2毫米波雷达答：毫米波雷达是工作在毫米波频段的雷达，毫米波是指长度为110mm的电磁波，对应的频率范围为30300GHz。3激光雷达答：激光雷达是工作在光波频段的雷达，它利用光波频段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目

8、标的位置（距离、方位和高度）、运动状态（速度、姿态）等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。4视觉传感器答：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原始图像。5传感器融合答：传感器融合就是将多个传感器获取的数据、信息集中在一起综合分析，以便更加准确、可靠地描述外界环境，从而提高系统决策的正确性。二、填空题1智能网联汽车的环境感知系统由信息采集单元、信息处理单元和信息传输单元组成。2视觉传感器包括单目摄像头、双目摄像头、三目摄像头和环视摄像头。3根据所用传感器的不同，道路识别分为基于视觉传感器的道路识别和基于雷达

9、 的道路识别。4道路识别的任务是提取车道的几何结构，如车道的宽度、车道线的曲率等；确定车辆在车道中的位置、方向；提取车辆可行驶的区域。5利用视觉传感器进行交通信号灯识别的流程主要是原始图像采集、图像灰度化、直方图均衡化、图像二值化、交通信号灯识别。三、选择题1L3级以上自动驾驶必不可少的传感器是（ C ）。A超声波传感器 B毫米波雷达 C激光雷达 D视觉传感器2不适合做为盲区监测系统传感器的是（ C ）。A短程毫米波雷达 B中程毫米波雷达C远程毫米波雷达 D视觉传感器3在基于特征的交通标志识别中，一般不作为特征的是（ D ）。A颜色特征 B形状特征 C纹理特征 D空间关系特征4行人识别常用的传

10、感器是（ D ）。A超声波传感器 B毫米波雷达 C激光雷达 D视觉传感器5智能网联汽车最常见的传感器融合是（ C ）。A毫米波雷达与激光雷达的融合 B毫米波雷达与超声波传感器的融合C毫米波雷达与视觉传感器的融合 D激光雷达与视觉传感器的融合四、问答题1智能网联汽车的环境感知系统中的惯性元件和定位导航，主要作用是什么？答：惯性元件和定位导航主要是获取车辆的行驶速度、姿态方位等信息，为智能网联汽车的定位和导航提供有效数据。惯性元件主要是指汽车上的车轮转速传感器、加速度传感器、微机械陀螺仪、转向盘转角传感器等，通过它们感知汽车自身的行驶状态。定位导航是指GPS或北斗导航系统，利用它们可以感知汽车自身

11、的位置。2毫米波雷达在智能网联汽车上的应用主要有哪些？答：毫米波雷达在智能网联汽车上的应用主要有自适应巡航控制系统、前向碰撞预警系统、自动制动辅助系统、盲区监测系统、自动泊车辅助系统、变道辅助系统等先进驾驶辅助系统（ADAS）。3少线束激光雷达和多线束激光雷达在应用上有什么区别？答：少线束激光雷达主要用于智能网联汽车的先进驾驶辅助系统，多线束激光雷达主要用于制作无人驾驶汽车的高精度地图，并进行道路和车辆的识别等。4视觉传感器在无人驾驶汽车上能够实现哪些功能？答：视觉传感器在无人驾驶汽车上的应用主要是环境感知，以摄像头的方式出现。通过视觉传感器实现的感知功能有车道线识别、障碍物识别、交通标志和地

12、面标志识别、可通行空间识别、交通信号灯识别。5运动车辆的识别方法主要有哪些？答：目前用于识别前方运动车辆的方法主要有基于特征的识别方法、基于机器学习的识别方法、基于光流场的识别方法和基于模型的识别方法等。第3章 智能网联汽车无线通信系统练习参考答案一、名词解释1无线通信答：无线通信就是不用导线、电缆、光纤等有线介质，而是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信可以传输数据、图像、音频和视频等。2V2X通信答：智能网联汽车V2X通信代表车辆与车辆通信（V2V）、车辆与基础设施通信（V2I）、车辆与行人通信（V2P）、车辆与应用平台或云端通信（V2N）。3DSRC通

13、信答：DSRC（专用短程通信技术）是一种高效的短程无线通信技术，它可以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，例如车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。4LTE-V通信答：LTE-V是我国具有自主知识产权的V2X技术，是按照全球统一规定的体系架构及其通信协议和数据交互标准，在车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）、车辆与行人（V2P）之间组网，构建数据共享交互桥梁，助力实现智能化的动态信息服务、车辆安全驾驶、交通管控等。5移动通信答：移动通信是指通信的双方至少有一方在运动中实现通信的方式，包括移动台

14、与固定台之间、移动台与移动台之间、移动台与用户之间的通信。在移动通信中，常处于移动状态的电台称为移动台，常处于固定状态的电台称为基地台或基站。二、填空题1无线通信系统一般由发射设备、传输介质和接收设备组成。2蓝牙在汽车上的应用主要有车载蓝牙电话、车载蓝牙音响、车载蓝牙导航、蓝牙后视镜、汽车虚拟钥匙等。3根据信道路径和传输方式的不同，无线通信可以分为红外通信、可见光通信、微波中继通信和卫星通信等。 4DSRC通信和LTE-V通信主要应用于智能网联汽车的 短距离 通信。5典型的移动通信系统通常由移动台（MS）、基站子系统（BSS）、移动业务交换中心（MSC）等组成。三、选择题1DSRC通信要求车车

15、通信单跳距离可达（ C ）。A100m B200m C300m D400m2不属于短距离通信的是（ C ）。AZigBee BWi-Fi C5G网络 DUWB3不属于远距离无线通信的是（ D ）。A移动通信 B微波通信 C卫星通信 DLTE-V通信4盲区预警/变道辅助使用的通信类型是（ A ）。AV2V BV2I CV2P DV2N5前方拥堵提醒使用的通信类型是（ B ）。AV2V BV2I CV2P DV2N四、问答题1什么是V2V通信？列举5个V2V的应用。答：V2V通信主要是指通过车载单元（OBU）进行车辆间的通信。车载单元可实时获取周围车辆的车速、车辆位置、行车状态警告等信息，车辆之间

16、也可以构成一个互动的平台，实时交换各种文字、图片、音频和视频等信息。车辆与车辆通信主要应用于避免和减缓交通事故、车辆监督管理、生活娱乐等。同时，基于公共网络的车辆与车辆通信，还应用于车辆间的语音、视频通话等。2什么是V2I通信？列举5个V2I的应用。答：V2通信是指车辆区域设备与道路区域的设备（如交通信号灯、交通摄像头、路侧单元等）进行通信，道路区域设备获取附近区域的车辆信息并发布实时的各种信息。车辆与基础设施通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。基于V2I的道路异常状态预警；基于V2I的道路湿滑预警；基于V2I的道路施工预警；基于V2I的交通标识标牌信息显示；基于V2I的主

17、动安全控制。3DSRC通信主要支持哪些业务？答：DSRC通信支持业务主要有汽车辅助驾驶、交通运输安全、交通管理、导航及交通信息服务、电子收费、运输管理等。4DSRC通信和LTE-V通信有什么主要区别？答：LTE-V是基于LTE的智能网联汽车协议，由3GPP主导制定规范，主要参与厂商包括华为、大唐、LG 等；DSRC主要基于IEEE 802.11p与IEEE 1609系列标准，是一种专门用于V2V和V2I之间的通信标准，主要由美国、日本主导。LTE-V和DSRC均需要路侧单元RSU，但两种技术RSU承载的能力不尽相同。两种技术中，RSU均会为车辆提供道路相关的信息，如红绿灯、限速等，在V2I 的

18、模式下将这些信息发给车辆。不同点在V2V 模式下的信息交互：在DSRC技术下，V2V 的信息交流必须通过RSU，因此RSU个数需求量很大；在短程直通链路式通信模式下，车辆之前的信息交互基于广播方式，可采用终端直通模式，也可经由RSU来进行交互，因此RSU单元需求的数量很小。5为什么无人驾驶汽车必须采用5G移动通信？答：5G移动通信技术不仅带来更快的传输速率和更高的网络带宽，也将带来超高可靠性和低延迟，并实现大规模机器间的相互通信。无人驾驶汽车的大量应用将彻底改变城市交通管理的方式，城市将通过智能交通系统来实现最高效率的车流调度，最大限度利用交通运力。这就需要建立庞大的网络连接，而4G网络无法满

19、足无人驾驶对海量数据的传输需求，5G网络有望解决这个问题。5G网络能够实现延迟低于1ms，峰值传输速率高达10Gbps。超低延迟和大数据文件的高速传输让5G网络能够实时地获取与周围环境的信息，支持V2X的应用，例如，汽车可使用基于云端的人工智能和数据，并且与路上其他汽车和包括路灯在内的交通基础设施进行通信。因此，5G移动通信技术将在无人驾驶汽车领域释放强大的潜力，必将推动无人驾驶汽车技术的快速发展。第4章 智能网联汽车网络系统练习参考答案一、名词解释1车载网络答：车载网络是基于CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等总线技术建立的标准化整车网络，实现车内各电器、电子单元间的状态信息和

20、控制信号在车内网上的传输，使车辆具有状态感知、故障诊断和智能控制等功能。2车载自组织网络答：车载自组织网络是基于短距离无线通信技术自主构建的V2V、V2I、V2P之间的无线通信网络，实现V2V、V2I、V2P之间的信息传输，使车辆具有行驶环境感知、危险辨识、智能控制等功能，并能够实现V2V、V2I之间的协同控制。3车载移动互联网答：车载移动互联网是基于远距离通信技术构建的车辆与互联网之间连接的网络，实现车辆信息与各种服务信息在车载移动互联网上的传输，使智能网联汽车用户能够开展商务办公、信息娱乐服务等。4路由协议答：路由协议是一种指定数据包转送方式的网上协议。5蜂窝网络答：蜂窝网络也称移动网络，

21、蜂窝移动通信系统由移动站、基站子系统、网络子系统组成，采用蜂窝网络（4G/5G网络）作为无线组网方式，通过无线信道将移动终端和网络设备进行连接。其中宏蜂窝、微蜂窝是蜂窝移动通信系统应用较多的蜂窝技术。二、填空题1智能网联汽车的网络系统是由车载网、车载自组织网和车载移动互联网融合而成。2美国汽车工程师学会（SAE）将车载网络划分为5种类型，分别为A类低速网络、B类中速网络、C类高速网络、D类多媒体网络和E类安全网络。3汽车CAN总线有两条：一条用于驱动系统的高速CAN总线，速率达到500kbit/s；另一条用于车身系统的低速CAN总线，速率为100kbit/s。4车载自组织网络路由协议根据接收数

22、据包的节点数量可分为单播路由、广播路由和多播路由。5移动互联网接入方式主要有卫星通信网络、无线城域网（WMAN）、无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）和蜂窝网络（4G/5G网络）等。三、选择题1适合低速CAN总线连接的是（ D ）。A发动机 B自动变速器 C主动悬架控制 D电动车窗2不适合LIN总线连接的是（ D ）。A自动门窗 B自动空调系统 C电动座椅 D电动助力转向系统3适合FlexRay总线连接的是（ C ）。A车灯 B喇叭 C自适应巡航控制系统 D电动后视镜4不属于车载自组织网络通信的是（ D ）。AV2V通信 BV2I通信 CV2P通信 DV2N通信5属于车载移动互联网的

23、是（ C ）。AGPS BV2V C4G网络 DMOST四、问答题1智能网联汽车网络系统具有哪些特点？答：智能网联汽车网络系统具有以下特点。（1）复杂化。智能网联汽车电控系统的网络体系结构复杂，它包含多达数百个ECU通信节点，ECU被划分到十几个不同的网络子系统之中，由ECU产生的需要进行通信的信号多达数千个。（2）异构化。为满足各个功能子系统在网络带宽、实时性、可靠性和安全性的不同需求，CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网、自组织网络、移动互联网等多种网络技术都将在智能网联汽车上得到应用，因此，不同网络子系统中所采用的网络技术之间存在很大程度的异构性。这种异构性不仅体现在网络类型

24、的不同方面，而且同种类型的网络在带宽和传输速率方面也存在异构性，如高速CAN和低速CAN。网关被用来实现不同网络子系统之间的互联和异构网络的集成，所以在网关内需要对协议进行转换。（3）网关互连的层次化架构。智能网联汽车电控系统和先进驾驶辅助系统的网络体系结构具有层次化特点，它同时包括同一网络子系统内不同ECU之间的通信和两个或多个网络子系统所包含的ECU之间的跨网关通信等多种情况。如防碰撞系统功能的实现依赖于安全子系统、底盘控制子系统、车身子系统，以及V2V、V2I、V2P之间的交互和协同控制。（4）通信节点组成和拓扑结构是变化的。智能网联汽车需要实现V2V、V2I、V2P之间的通信，所以它的

25、网络体系结构中包含的通信节点和体系结构的拓扑结构是变化的。2举例说明5种车载网络在智能网联汽车上的应用。答：汽车车载网络类型主要有CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网等。汽车CAN总线有高速CAN总线和低速CAN总线。高速CAN总线主要连接发动机、自动变速器、ABS/ASR、ESP等对通信实时性有较高要求的系统；低速CAN总线主要连接灯光、电动车窗、自动空调及信息显示系统等，多为低速电动机和开关量器件，对实时性要求低而数量众多。LIN网络主要应用于车窗、门锁、开关面板、后视镜等。FlexRay网络具有速度快、效率高、容错性强等特点，可用于汽车动力和底盘系统的控制数据传输。MOST可

26、以实现实时传输声音和视频，以满足高端汽车娱乐装置的需求，主要用于车载电视、车载电话、车载CD、车载互联网、DVD导航等系统的控制中，也可以用在车载摄像头等行车系统。以太网在汽车上应用刚刚开始，但它优越的性能得到汽车业界的重视，有望成为重要的车载网络。随着先进传感器、高分辨率显示器、车载摄像头、先进驾驶辅助系统及其数据传输和控件的加入，汽车电子产品正变得更加复杂。采用标准的以太网协议将这些设备连接起来，可以帮助简化布线，节约成本，减少线束质量和增加行驶里程。3车载自组织网络的路由协议主要有哪些？答：车载自组织网络的路由协议主要有基于拓扑结构的路由、基于地理位置的路由、基于移动预测的路由、基于路侧

27、单元的路由和基于概率的路由。4举例说明车载自组织网络在智能网联汽车上的应用。答：车载自组织网络在智能网联汽车上的应用场景主要包括碰撞预警、避免交通拥堵、紧急制动警告、并线警告和交叉路口违规警告等。随着车载自组织网络技术的发展，其应用范围越来越广泛，主要涉及安全、驾驶、公共服务、商用、娱乐等。5举例说明车载移动互联网在智能网络汽车上的应用。答：智能网联汽车通过车载移动互联网，可以实现导航及位置服务、实时交通信息服务、网络信息服务、汽车使用服务、汽车出行服务、商务办公等。汽车与互联网互联，赋予了汽车连接真实世界的能力。第5章 智能网联汽车网络系统练习参考答案一、名词解释1导航定位答：智能网联汽车或

28、无人驾驶汽车的导航定位通过全球定位系统（GPS）、（BDS）北斗卫星导航定位系统、惯性导航系统、激光雷达等，获取车辆的位置和航向信息。2全球定位系统答：全球定位系统（GPS）是由美国国防部建设的基于卫星的无线电导航定位系统。它能连续为世界各地的陆海空用户提供精确的位置、速度和时间信息，最大优势是覆盖全球，全天候工作，可以为高动态、高精度平台服务，目前得到普遍应用。3北斗卫星导航定位系统答：北斗卫星导航定位系统（BDS）是由中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统，是继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航定位系统。北斗卫星导航定位系统致力于向全球用户提供高质量的

29、定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性这4项原则。4惯性导航系统答：惯性导航系统（INS）是一种利用惯性传感器测量载体的角速度信息，并结合给定的初始条件实时推算速度、位置、姿态等参数的自主式导航系统。具体来说，惯性导航系统属于一种推算导航方式。即从一已知点的位置根据连续测得的运动载体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。5高精度地图答：高精度地图是指高精度、精细化定义的地图，其精度需要达到厘米级才能够区分各个车道。高精度地图包含的道路交通信息很丰富，可分为基础信息层、道路信息层、周围环境信息层和其他信息层，二、填空题1全球导航卫星系统

30、包括美国的全球定位系统（GPS）、中国的北斗卫星导航定位系统（BDS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）卫星定位系统以及欧洲空间局的伽利略（GALILEO）卫星定位系统。2高精度是指定位精度要达到 厘米级 。3差分全球导航定位系统（DGPS）是在GPS的基础上利用 差分 技术使用户能够从GPS系统中获得更高的精度。DGPS系统由基准站、数据传输设备和移动站组成。4惯性导航系统一般采用加速度传感器和陀螺仪传感器来测量载体参数。5在自动驾驶过程中，高精度地图起到了高精度定位、辅助环境感知、规划与决策等作用。三、选择题1不属于GPS的是（ D ）。A卫星 B控制站 C接收器 D高精度地图2具有定位

31、和通信功能的是（ B ）。A美国的全球定位系统（GPS）B中国的北斗卫星导航定位系统（BDS）C俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）卫星定位系统D欧洲空间局的伽利略（GALILEO）卫星定位系统3GPS定位时要求接收机至少观测到（ B ）颗卫星的距离观测值才能同时确定出用户所在空间位置。A3 B4 C5 D64RTK技术是一项能够在野外实时得到（ B ）级定位精确的测量方法，这项技术采用了载波相位动态实时差分。A毫米 B厘米 C分米 D米5高精度地图采集使用的传感器是（ C ）和（ D ）。A毫米波雷达 B超声波传感器 C激光传感器 DGPS四、问答题1智能网联汽车的定位技术主要有哪些？答：智能网联汽车的定位技术主要有全球定位系统（GPS）、差分全球定位系统（DGPS）、北斗卫星导