智能汽車傳感器微課教學(xué)設(shè)計,,,,,

微課名稱,項目七任務(wù)3：基于激光雷達(dá)與IMU實現(xiàn)SLAM,,,,

視頻長度,10min,,,,

知識點描述,即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM)技術(shù)、基于LIO-SAM算法的SLAM建圖,,,,

重難點,基于LIO-SAM算法的SLAM建圖,,,,

教學(xué)類型,知識原理類、操作技能類,,,,

設(shè)計思路,配合ppt的講解分成四部分知識講解，即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM)技術(shù)、基于LIO-SAM算法的SLAM建圖。明確工作任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，并在任務(wù)完成后掌握基于LIO-SAM算法的SLAM建圖,,,,

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課程結(jié)構(gòu),畫面內(nèi)容,字幕,景別鏡頭,教學(xué)目的,備注

課程導(dǎo)入,教師出鏡+PPT3,某公司自動駕駛團隊在制作高清地圖過程中發(fā)現(xiàn)采用單激光雷達(dá)建圖的效果不夠精確，會出現(xiàn)偏差，工程師提出了一種基于激光雷達(dá)和IMU實現(xiàn)SLAM的解決方法，你的領(lǐng)導(dǎo)安排你收集激光雷達(dá)與IMU實現(xiàn)SLAM的相關(guān)資料并完成驗證，你應(yīng)該如何完成這個任務(wù)？,教師出鏡+PPT3,明確工作任務(wù)，導(dǎo)入本節(jié)課內(nèi)容,

學(xué)習(xí)目標(biāo),教師出鏡+PPT4,"首先，我們需要知道，我們今天這個任務(wù)的知識目標(biāo)是：

1.敘述SLAM技術(shù)的定義，區(qū)分不同類型的SLAM技術(shù)；

2.解釋LIO-SAM算法；

3.解釋IMU的誤差來源和標(biāo)定參數(shù)之間的聯(lián)系；

4.區(qū)別IMU標(biāo)定的方法。而我們所要能夠掌握的技能目標(biāo)是：

1.能夠獨立完成IMU內(nèi)參標(biāo)定；

2.能夠獨立完成激光雷達(dá)與IMU外參標(biāo)定；

3.能夠獨立完成基于LIO-SAM算法的SLAM建圖。",教師出鏡+PPT4,明確學(xué)習(xí)目的，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,

即時定位與地圖構(gòu)建（SLAM)技術(shù),教師出鏡+PPT5,SLAM（simultaneouslocalizationandmapping）中文譯作“即時定位與地圖構(gòu)建”。它是指搭載特定傳感器的主體，在沒有環(huán)境先驗信息的情況下，于運動過程中建立環(huán)境的模型，同時估計自己的運動。如果這里的傳感器為視覺傳感器，則為“視覺SLAM”；如果傳感器為激光雷達(dá)，則為“激光SLAM”。,教師出鏡+PPT5,講解SLAM定義，培養(yǎng)學(xué)生概括SLAM定義,

,教師出鏡+PPT6,視覺SLAM主要是基于攝像頭來完成環(huán)境的感知工作，相對而言，攝像頭成本較低，容易放到商品硬件上，且圖像信息豐富。,教師出鏡+PPT6,講解視覺SLAM的含義,

,教師出鏡+PPT10,激光SLAM就是根據(jù)一幀幀連續(xù)運動的點云數(shù)據(jù)推斷出激光雷達(dá)自身的運動以及周圍環(huán)境的情況。激光SLAM根據(jù)其所用的激光雷達(dá)的線束不同可細(xì)分為2D激光SLAM和3D激光SLAM。,教師出鏡+PPT10,講解激光SLAM的定義,

基于LIO-SAM算法的SLAM建圖,顯示全部設(shè)備,設(shè)備工具包括防護用品：工作服、安全帽、工作手套；實訓(xùn)平臺；直流可調(diào)電源和螺絲刀套裝；絕緣墊、無紡布。,中景掃過全部工具和設(shè)備,介紹設(shè)備和工具，規(guī)范學(xué)生操作，養(yǎng)成學(xué)生實操時安全防護意識,

,教師展示組合導(dǎo)航,"檢查激光雷達(dá)外觀結(jié)構(gòu)是否完整，表面有無臟污、破損、劃痕、裂紋、凹痕和凸點等問題；

檢查連接線束插接口針腳有無損壞，變形或生銹等缺陷。",特寫鏡頭,養(yǎng)成學(xué)生在實操前對設(shè)備進行檢查的習(xí)慣,

,教師展示線束,"連接組合導(dǎo)實訓(xùn)臺架線束

",,,

,基于LIO-SAM算法的SLAM建圖的具體實操內(nèi)容+教師進行操作,本任務(wù)采用瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)開源的lidar_align功能包，用于標(biāo)定Lidar和里程計之間的位姿參數(shù)。,錄屏,規(guī)范學(xué)生操作，養(yǎng)成學(xué)生實操時安全防護意識,

,,我們已經(jīng)完成IMU的內(nèi)參標(biāo)定和激光雷外達(dá)與IMU的參標(biāo)定；現(xiàn)在打開config文件夾下params.yaml文件，修改LIO-SAM配置參數(shù),,通過現(xiàn)場操作進行示范性教學(xué)，學(xué)生可以學(xué)到直接用于操作的實用技能,

,,修改IMU內(nèi)參,,,

,,配置參數(shù)文件中“IMUSettings”的地方就是修改IMU內(nèi)參的地方，按照以下對應(yīng)關(guān)系修改參數(shù)即可,,,

,,打開標(biāo)定好的激光雷達(dá)和IMU外參文件中的.txt格式的文件，找到以下參數(shù),,,

,,"配置參數(shù)文件中“Extrinsics(lidar->IMU)”的地方就是修改Lidar–>IMU外參的地方，

將方框標(biāo)注的參數(shù)對應(yīng)寫到配置文件中",,,

,,進入LOAM文件夾，打開一個新終端，輸入命令，運行LIO-SAM。,,,

,,運行LIO-SAM后會實時顯示SLAM建圖點云，其中，大的坐標(biāo)系是整個地圖的坐標(biāo)系，小的坐標(biāo)系為臺架的坐標(biāo)系。紅色為X軸，綠色為Y軸，藍(lán)色為Z軸。臺架移動時，小的坐標(biāo)系也會移動，并且界面會實時顯示從起點到終點激光雷達(dá)掃描過的點云信息。并且在LOAM文件下生成pcd文件,,,

自我教學(xué)反思,1、結(jié)合具體實操經(jīng)驗總結(jié)工具和設(shè)備的使