[发明专利]一种基于激光雷达和端到端控制算法的智能行驶教育方法

说明书

本发明涉及一种基于激光雷达和端到端控制算法的智能行驶教育方法，包括：S1、通过控制终端控制微缩智能车在沙盘跑道上行驶，同时启动激光雷达扫描微缩智能车所处的沙盘跑道环境，获得控制终端操作指令数据和雷达点云数据；S2、根据控制终端操作指令数据和雷达点云数据的时间戳，采用MATLAB进行数据处理，得到基于时间戳对应的键盘指令数据和点云数据的映射，并将所述键盘指令数据和点云数据作为训练数据；S3、将训练数据输入预先构建好的端到端控制神经网络模型进行训练，得到端到端控制模型；本发明采用端到端控制方法将深度学习知识化繁为简，通过简单、性价比高的激光雷达与微缩智能车，在沙盘上实现智能行驶。

技术领域

本发明涉及智能驾驶教育技术领域，特别是涉及一种基于激光雷达和端到端控制算法的智能行驶教育方法，能够通过简而易见且高性价比的方式向各个年龄层次学生展示智能驾驶的基本原理，达到智能驾驶教育的目的。

背景技术

人工智能技术与学校教育融合成为一种未来趋势，成为教育发展的重要推动力。“智能教育”作为重点任务被写入2017年颁布的《新一代人工智能发展规划》，成为人工智能国家战略的重要组成部分。但其实智能教育所面临的问题也有很多，其中最重要的两个问题：人才储备如何才能跟得上社会科技发展的需求？以何种方式实现学校教育与智能技术的融合？

在人工智能的浪潮中，无人驾驶无疑是其中研究最为火热的技术领域。而由智能教育引发的思考具体到无人驾驶的层面上，上述问题暴露的更加明显。首先，无人驾驶的教育阶层明显要高出许多，在学生阶段普遍只有研究生阶段才能接触到无人驾驶的研究问题。然而在高水平人才阶层上，无人驾驶教育的开展还是面临着诸多问题，受限于经费成本等原因，课题与实际往往无法得到有效的结合。至于低龄层次，无人驾驶的教育还尚处在真空阶段。这无疑为无人驾驶的人才储备需求提出了巨大的考验。

因此学校将无人驾驶教育和人工智能技术飞速结合，解决自动驾驶技术领域的低龄层人才缺口问题的形势变得十分亟待，如何设计出适用于学校智能教育的无人驾驶展示成为了该问题中较为重要的一环。为达到无人驾驶技术教育展示，则在需要试验车辆上要搭载众多的传感器。传感器多，研发平台精密，系统复杂，无法让学生通俗易懂的理解各个模块的工作原理及信息交互；从安全角度考虑，学生并不方便上车体验感受；从成本角度考虑，真车的费用，包括价值不菲的传感器，以及场地，油耗等，都是学校难以面对的问题。因此，现有的无人驾驶教育难以在学校教育中普及。

发明内容

基于此，有必要针对现有的无人驾驶教育系统复杂和成本大的问题，提供一种基于激光雷达和端到端控制算法的智能行驶教育方法。

一种基于激光雷达和端到端控制算法的智能行驶教育方法，包括：

S1、通过控制终端控制微缩智能车在沙盘跑道上行驶，同时启动激光雷达扫描微缩智能车所处的沙盘跑道环境，获得控制终端操作指令数据和雷达点云数据；

S2、根据控制终端操作指令数据和雷达点云数据的时间戳，采用MATLAB进行数据处理，得到基于时间戳对应的键盘指令数据和点云数据的映射，并将所述键盘指令数据和点云数据作为训练数据；

S3、将训练数据输入预先构建好的端到端控制神经网络模型进行训练，得到最优的函数拟合参数和端到端控制模型；

S4、将端到端控制模型写入微缩智能车的微型电脑的launch文件中，并设置微缩智能车自启动；

S5、将写入端到端控制模型的微缩智能车放置在所述沙盘跑道上，启动电源实现无人智能行驶。

优选地，步骤S1包括：安装控制微缩智能车底盘的arduino包和依赖包并编译，设置参数；在微缩智能车的微型电脑中写入通信文件与键盘控制文件；将微缩智能车置于沙盘跑道上，控制终端和微缩智能车建立通信连接，开启数据录制并操纵微缩智能车，所述数据包括控制终端操作指令数据和雷达点云数据。