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●了解智慧猫ROS智能车的主要部件及作用。
●了解智慧猫ROS智能车的整车结构。
●能够准确分辨智慧猫ROS智能车的主要部件。
●能够对智慧猫ROS智能车的整车进行拆装。
●具有利用信息手段查阅相关资料的能力。
●具有分析问题、解决问题和再学习的能力。
●具有良好的团队精神和较强的表达沟通、协调组织能力。
●具有认真负责的职业态度和良好的职业道德。
某公司计划研发一款ROS智能车，开发工程师选用了单线激光雷达、单点激光雷达、深度摄像头、单目摄像头、IMU模块作为ROS智能车的环境感知单元。作为一名测试工程师，你了解这些传感器各自的侧重点吗？你要如何进行整车拆装测试呢？
查阅相关资料，简述智慧猫中的决策单元在自动驾驶中承担的主要工作？
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决策单元（又称上位机）选用了英伟达的Jetson Nano，如图1-2-1所示。Jetson Nano外形尺寸小巧（约为100mm×80mm×30mm），功能却很强大，可以运行多个神经网络、对象检测、分割和语音处理等应用程序。Jetson Nano搭载了四核ARM A57处理器，128核MAXWELL GPU及4GB LPD-DR内存，拥有足够的计算能力实现智慧猫的自动驾驶功能。决策单元被安装在智慧猫的线控底盘内部。
图1-2-1 决策单元（英伟达的Jetson Nano）
查阅相关资料，简述环境感知单元有哪些主要元器件，以及对应的功能。
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智慧猫ROS智能车使用的环境感知单元主要包括激光雷达、视觉传感器以及惯性导航单元等。
单线激光雷达选用了二维扫描测距产品，如图1-2-2所示。该系列激光雷达可以在探测范围内进行360°旋转，完成二维平面的扫描，从而产生空间的平面点云地图信息。它使用了三角测量原理，性价比高；最大可承受的环境光强为20000lux；体积小、功耗低、寿命长、使用安全。单线激光雷达被广泛应用于室内建图与导航，比如自动清扫机器人等。单线激光雷达被安装在智慧猫的线控底盘车头上方。
图1-2-2 单线激光雷达
单点激光雷达具有低成本、小体积和低功耗的三大优势，提高了输出帧率、缩小了测距盲区、提高了数据稳定性及准度进一步提升了产品整体性能。与此同时，单点激光雷达拓宽了应用领域和场景，被应用于自动驾驶车辆短距离测距，可以弥补毫米波雷达测距的缺点。单点激光雷达被安装在智慧猫的线控底盘车头前方，如图1-2-3所示。
图1-2-3 单点激光雷达
深度摄像头是一种能够感知场景深度信息的相机，可以获取像素点到摄像头的距离，生成3D点云。如图1-2-4所示。深度摄像头拥有人脸识别、手势识别、人体骨架识别、三维测量、环境感知、三维地图重建等多项功能，让硬件设备拥有一双感知环境的“智慧之眼”，被广泛运用于人机交互识别（如家庭游戏机、手机、服务机器人等）、汽车自动驾驶辅助等领域。深度摄像头被安装在智慧猫的线控底盘车头前方。
图1-2-4 深度摄像头
单目摄像头是可以通过USB连接的工业高清摄像头，如图1-2-5所示。这款单目摄像头采用了CMOS感光元件，视角为135°，且广角无畸变，具有210万像素，最大分辨率为1920×1080，工作电压5V，工作电流在120～220mA之间。它使用场景广，能在室内外部署，可以满足智慧猫普通图像采集的任务。单目摄像头也被安装在智慧猫的线控底盘车头前方。
图1-2-5 单目摄像头
智慧猫所采用的IMU（惯性导航单元，图1-2-6）能够与ROS进行通信。这款IMU内部集成了高精度传感器（包括3轴陀螺仪、3轴加速度计以及3轴磁力计）。它集成的姿态解算器配合动态卡尔曼滤波算法，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态，稳定性极高，并且为物体在3维空间中确定方位提供了精确的计算数据，可以包括欧拉角、四元数和常用的翻滚/俯仰/偏航的方向数据。该IMU采用数字滤波技术，能够降低测量噪声，提高测量精度。IMU被安装在智慧猫的线控底盘内部。
图1-2-6 IMU模块
查阅相关资料，请简述智慧猫ROS智能车的底盘控制单元主要作用是什么。
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智慧猫ROS智能车的执行单元主要由底盘控制单元及驱动电机等部件组成。
底盘控制单元（图1-2-7）是行云新能公司自主研发的产品，它采用了容易上手编程学习的Arduino Mega 2560作为核心板。Arduino Mega 2560是基于Atmega 2560芯片的微控制板，有54路数字输入/输出端口（其中15个可以作为PWM输出）、16路模拟输入端口、4路UART串口、16MHz的处理器、USB连接口、电池接口、ICSP头和复位按钮。
底盘控制单元包含的4路微型直流有刷电机驱动模块，能够根据核心板发出的指令，精准地控制4个车轮驱动电机的速度和旋转方向。底盘控制单元包含的降压模块可以将电池送过来的12V电源降成5V后输出给决策单元。底盘控制单元包含的TTL转USB模块，能将单线激光雷达和单点激光雷达串行接口信号转成符合USB通信协议的信号，并传送给决策单元。
驱动电机（图1-2-8）选用了线控性能较好的微型直流有刷电机，自带编码器和减速机构。编码器有A、B双相输出，可以辨识电机旋转方向。大减速比的减速机构则将电机转速降低并增大转矩，实现电机与车轮的刚性连接，保证控制精准度。驱动电机被安装在智慧猫的线控底盘内部，输出轴则伸出底盘外部通过联轴器直接连接车轮。
图1-2-7 底盘控制单元
图1-2-8 驱动电机
智能网联汽车测试装调职业技能等级证书（初级）中的检测、试验、装配、调试、质量控制等任务要求考生对车辆自身硬件和相关组件非常熟悉。通过智能网联汽车测试装调职业技能等级证书（初级）考核可获得教育部1+X证书中的《智能网联汽车测试装调职业技能等级证书（初级）》。
学生任务分配表
扫描二维码了解智慧猫小车拆装步骤，结合前面所了解的知识内容和小组内部讨论的结果，制定工作方案，落实各项工作负责人，如任务实施前的准备工作、实施中主要操作及协助支持工作、实施过程中相关要点及数据的记录工作等。
工作计划表
1.各组派代表阐述资料查询结果。
2.各组就各自的查询结果进行交流，并分享技巧。
3.教师结合各组完成的情况进行点评，选出最佳方案。
1.各组代表展示汇报PPT，介绍任务的完成过程。
2.以小组为单位，请对各组的操作过程与操作结果进行自评和互评，并将结果填入综合评价表中的小组评价部分。
3.教师对学生工作过程与工作结果进行评价，并将评价结果填入综合评价表中的教师评价部分。
综合评价表
