资源简介

(共41张PPT)
第二单元 第5课
自动驾驶
清华版（小学）
通
1
学习目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
教学目标
（1）了解自动驾驶技术的发展历程和当前自动驾驶所能达到的性能。
（2）知道自动驾驶所使用的核心技术。
（3）了解自动驾驶的风险和可能的规避方法。
02
新知导入
坐汽车时，你见过司机不握方向盘 ，汽车却自己发车、转弯、避障吗？
这不是魔法，是自动驾驶！但你知道吗——人类100多年前就有让汽车“自己开”的想法了。
1
02
新知导入
100多年前，汽车刚诞生，人们就幻想“让汽车自己跑”，但直到最近十年，这个梦才慢慢成真。为什么等这么久？秘密藏在人工智能技术里。
1
自动驾驶的诞生
02
新知导入
三个谜题：
（1）自动驾驶怎么从‘幻想’变成现实？
（2）汽车靠什么‘看懂’道路、自己驾驶？
（3）它真的安全吗？怎么避开风险？
1
自动驾驶的诞生
03
新知讲解
从理念到尝试
1886年首台汽车诞生后，人们便开始思考自动驾驶。1925年无线电遥控车虽失败，却启发了“用引导信号控制” 的思路。
1
自动驾驶的诞生
03
新知讲解
从理念到尝试
1939年世博会提出 “道路嵌电路产生电磁场控制汽车”的理念，这是自动驾驶从0到1的探索，为后续发展奠定了基础。
1
自动驾驶的诞生
03
新知讲解
自动驾驶的早期尝试
1957年，美国RCA实验室等合作展示基于探测电路的自动驾驶系统，1960年，雪铁龙DS19通过道路嵌入的磁性电缆实现自动驾驶 。
1
自动驾驶的诞生
03
新知讲解
传感器与算法的革新
20世纪80年代起，视觉、雷达等传感器替代早期“地下电缆引导”，解决了灵活性差、成本高的问题。如德国、美国开展视觉引导项目，让自动驾驶从“理论” 迈向“可实现”，核心是传感器+算法的智能化升级。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
自动驾驶的 “支柱”
自动驾驶依赖 “高精度传感器、人工智能算法、高精度地图” 协同。三者支撑下，自动驾驶汽车能理解环境、自主行动。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
2
现代自动驾驶技术
自动驾驶汽车的“眼睛”和“耳朵”
高精度传感器
提供导航，确保自动驾驶汽车知道自己在哪里，该往哪里走
高精度地图
自动驾驶汽车的“大脑”
人工智能算法
自动驾驶
03
新知讲解
高精度传感器
高精度传感器作为汽车“环境感知网”，以视觉、激光、毫米波雷达等多类型融合，凭视觉传感器为主流构建360°环境感知能力 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
人工智能算法
人工智能算法作为汽车 “决策指挥官”，依托深度学习与边缘计算，消化传感数据，输出行动指令，视觉驱动算法成熟，但复杂场景待突破 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
高精度地图与定位
提供厘米级道路信息+实时精准定位，解决“我在哪、该往哪走”，是自动驾驶的“全局坐标”。
2
现代自动驾驶技术
维度 普通地图（如高德） 高精度地图
精度 米级 厘米级
内容 道路、建筑 车道线、路肩、交通标志三维坐标
价值 导航路线 辅助定位+预判道路变化（如弯道曲率）
03
新知讲解
考考你——自动驾驶关键技术的发展经过了哪些阶段？
（1）信号引导技术。
（2）电子引导系统技术。
（3）三大核心技术。
03
新知讲解
激光雷达
禾赛、速腾聚创等企业推动成本下降，通过360°扫描构建三维环境，提升在复杂场景如雨夜、强光的感知能力。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
视觉方案
特斯拉纯视觉路线（8 摄像头+端到端算法），通过大模型训练优化“边缘场景”如异形障碍物的识别。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
多模型融合
华为、地平线采用“激光雷达+视觉+毫米波雷达”的多雷达协同模式，通过冗余设计增强了安全性。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
从实验到生活场景
技术成熟后，自动驾驶进入实际场景。特斯拉推出无人出租车、“萝卜快跑”在武汉等城市运营，还有港口无人卡车，体现了从 “科研项目” 到“日常出行”的转变，验证了技术的实用性。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
特斯拉无方向盘无人出租车，取消方向盘、踏板，依托AI算法与多传感器融合，自主感知路况、决策行驶，实现“一键叫车、自动抵达”的极简出行 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
武汉“萝卜快跑”，基于百度Apollo技术落地，AI实时解析交通流，自动避障、跟车，在城市开放道路常态化运营，缓解出行拥堵 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
问界M9智能座舱，多模态AI交互突破指令限制，结合场景化服务，重塑车内体验，比如发布“我困了”的指令，会自动联动“座椅放倒+香氛开启 ”。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
上海洋山港无人集卡，搭载激光雷达+AI导航，在港口封闭区自主装卸、行驶，24 小时作业，助力港口吞吐效率提升30%以上 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
OpenAI ChatGPT，通用大模型辅助研发，可模拟场景对话，还能赋能车载交互，也就是通过自然语言控制车机功能 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
禾赛科技激光雷达，发射激光扫描环境，生成高精度点云图，为自动驾驶构建“三维空间感知”，精准识别障碍物、测距定位 。
2
现代自动驾驶技术
03
新知讲解
自动驾驶正从“技术试验”迈向“社会级应用”，其终极目标不仅是 “替代人类驾驶”，更是通过效率提升、成本重构、场景创新 ，彻底改变交通、物流乃至经济运行模式。未来十年，技术突破与规则适配将决定其能走多远。
总结
03
新知讲解
技术与法律的双重挑战
技术上，高精度传感器（如激光雷达、摄像头）在雨雪、强光等复杂天气或光线条件下，灵敏度会降低，可能无法精准捕捉周围环境细节（如障碍物位置、距离），导致感知偏差。
爱
思
考
03
新知讲解
技术与法律的双重挑战
法律上，自动驾驶汽车没有人类驾驶员，一旦发生交通事故或违规行为，责任难以明确划分——是车企的技术缺陷、算法开发者的设计问题，还是系统运营方的管理疏漏？现有法律体系缺乏针对“机器主导驾驶”的责任认定规则，导致纠纷难以解决。
爱
思
考
04
课堂练习
一、判断题。
1.自动驾驶的早期探索为后续技术发展奠定了基础。 （ ）
2.武汉“萝卜快跑”基于百度Apollo技术，能在城市开放道路常态化运营。 （ ）
3.自动驾驶汽车的“大脑”是高精度地图，负责处理数据并决策。（ ）
4.自动驾驶目前已完全解决了复杂天气下的感知问题。 （ ）
√
√
×
×
04
课堂练习
二、选择题
1.下列哪项属于自动驾驶的三大核心技术之一？（ ）
A. 无线电遥控技术 B. 高精度传感器 C. 地下电缆引导系统 D. 人工驾驶辅助设备
2.1925年的无线电遥控车虽然失败，但启发了自动驾驶的哪种思路？（ ）
A. 视觉引导思路 B. 用引导信号控制的思路
C. 激光雷达扫描思路 D. 多传感器融合思路
3.下列哪项是自动驾驶技术从“理论”迈向“可实现”的关键？（ ）
A. 1886年首台汽车的诞生 B. 1939年世博会提出的电磁场控制理念
C. 20世纪80年代起传感器与算法的革新 D. 早期地下电缆引导技术的应用
B
C
B
04
课堂练习
三、填空题
1.自动驾驶依赖“高精度传感器、人工智能算法、 ”三大核心技术协同工作。
2.20世纪80年代起， 、雷达等传感器替代了早期的“地下电缆引导”，解决了灵活性差、成本高的问题。
3.特斯拉无方向盘无人出租车依托AI算法与 融合，实现自主感知路况和决策行驶。
4.上海洋山港的无人集卡搭载激光雷达和AI导航，在港口封闭区自主作业，助力港口吞吐效率提升 以上。
高精度地图
多传感器
视觉
30%
05
拓展延伸
1、矿区自动驾驶卡车。
矿区环境封闭且路况复杂，自动驾驶卡车通过激光雷达+毫米波雷达融合感知，结合矿区高精度地图，实现24小时不间断运输，减少人工在危险环境中的作业，提升运输效率达40%以上。
05
拓展延伸
2、校园自动驾驶接驳车。
在校园封闭区域，自动驾驶接驳车通过视觉识别行人、自行车等低速目标，以5-15公里/小时的安全速度行驶，预设固定路线，支持师生扫码叫车，解决短途出行最后一公里问题。
05
拓展延伸
3、模拟场景训练。
通过计算机模拟暴雨、大雾、突发横穿马路等极端场景，让自动驾驶算法在虚拟环境中反复训练，优化避让决策，减少实际道路测试的风险，加速技术成熟。
05
拓展延伸
4、出行方式变革。
自动驾驶普及后，家庭购车需求可能下降，更多人选择“共享无人车”，减少城市停车位占用，释放的空间可改造成公园、绿地，改善城市环境。
06
课堂总结
1
了解自动驾驶发展历程
2
知道自动驾驶所使用的核心技术
3
了解自动驾驶的风险
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
自动驾驶
07
板书设计
自动驾驶
1、了解自动驾驶发展历程
2、知道自动驾驶的核心技术
3、了解自动驾驶的风险
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1.请简述自动驾驶技术的发展历程。
08
课后作业
1.请简述自动驾驶技术的发展历程。
早期探索阶段：1886年首台汽车诞生后，人们开始思考自动驾驶，1925年无线电遥控车虽失败但启发了“用引导信号控制”的思路，1939年世博会提出“道路嵌电路产生电磁场控制汽车”的理念，这些是从0到1的探索。
现代技术突破阶段：20世纪80年代起，视觉、雷达等传感器替代早期“地下电缆引导”，DARPA挑战赛推动技术迭代，让自动驾驶从“理论”迈向“可实现”。
落地应用阶段：技术成熟后，自动驾驶进入实际场景，如特斯拉无人出租车、“萝卜快跑” 在城市运营、港口无人卡车等，从“科研项目”转变为“日常出行/物流工具”。
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