[Python]自动驾驶感知与决策练习题 (1-10)

📖 项目简介

本系列包含 10 道 Python 编程练习题 ，围绕 自动驾驶系统的感知与决策 这一真实工程场景展开。题目由浅入深，涵盖基础仿真、数据校验、多传感器融合、多帧跟踪、车道级统计等核心模块。旨在帮助学习者：

巩固 Python 基础语法（函数、字典、列表、循环、条件分支）
培养防御性编程思维（边界处理、缺失字段、异常值）
掌握工业级代码的组织方式（模块化、函数拆分、结构化输出）
熟悉自动驾驶领域常见的业务逻辑（TTC 计算、FCW 预警、传感器融合、跟踪稳定性）
项目地址：Python_Exercise

🧩 题目概览

编号	题目名称	领域	核心知识点	难度 (华为OD)	难度 (LeetCode)	适用对象
1	`brake_simulate.py`	制动仿真	函数定义、字典操作、条件判断、边界截断、运动学公式	入门	Easy	Python 初学者
2	`complete_cl_simulate.py`	闭环仿真	while 循环、状态更新、函数复用、简单决策树	简单~中等	Easy	初级开发者
3	`fcw_decision.py`	FCW 预警决策	多级决策、列表字典遍历、错误处理、结构化输出	中等	Easy-Medium	中级开发者
4	`sensor_fusion.py`	传感器融合	加权平均、多层函数调用、字典键检查、批量处理	简单	Easy	初级开发者
5	`traffic_light_warning.py`	红绿灯预警	多分支决策树、单位换算、时间计算、批量处理	简单~中等	Easy	中级开发者
6	`waypoint_validity_check.py`	路径点校验	字典键检查、范围校验、逻辑校验、批量过滤	简单	Easy	Python 初学者
7	`multi_sensor_fusion.py`	多传感器融合（扩展）	多源数据合并、校验、来源统计、模块化设计	简单~中等	Easy	初级开发者
8	`dangerous_ttc_filter.py`	危险 TTC 过滤	嵌套遍历、TTC 计算、统计分组、去重逻辑	中等	Easy-Medium	中级开发者
9	`lane_level_warning.py`	车道级目标预警	三维嵌套遍历、按车道分组、缺失键处理、最危险车道判定	中等	Easy-Medium	中级开发者
10	`multi_frame_tracking.py`	多帧跟踪稳定性	跨帧聚合、按 track_id 分组、平均 TTC、排序输出	中等	Easy-Medium	中级开发者

说明：难度评级参照华为 OD 机试和 LeetCode 体系，侧重工程实现而非算法技巧。

🎯 题目特点

场景真实：所有题目均脱胎于自动驾驶系统开发中的实际子任务，如制动决策、FCW 预警、传感器数据融合、目标跟踪稳定性分析。
由浅入深：第 1-2 题为单步/闭环仿真，第 3-4 题引入决策和融合，第 5-8 题增加复杂条件分支和数据校验，第 9-10 题要求处理多维嵌套数据并进行聚合统计。
强调防御性编程：几乎每道题都明确要求处理缺失字段、异常值、除零、空列表等边界情况，这正是工业级代码与竞赛代码的重要区别。
结构化输出：所有题目均要求返回特定格式的字典或列表，培养数据建模和接口设计能力。
模块化设计 ：鼓励将复杂逻辑拆分为多个小函数（如 calculate_deceleration、validate_target、fuse_sensors），便于测试和维护。

👥 适用对象

Python 初学者：可从第 1、6 题入手，掌握基础语法和函数编写。
初级开发者：建议完成第 2、4、7 题，学习循环、列表字典操作和简单模块化。
中级开发者：推荐挑战第 3、5、8、9、10 题，锻炼复杂条件分支、数据聚合和边界处理能力。
自动驾驶入门者：整套题目可作为理解感知、决策、融合概念的实践辅助材料。
求职备战者：特别适合准备华为 OD 机试（中等难度）或自动驾驶相关岗位的笔试面试。

🚀 学习建议

先独立尝试：每道题至少自己动手实现一遍，不要直接看答案。
重视边界测试：除了题目给出的示例，尝试构造极端输入（空列表、缺失字段、负数速度等），验证代码的鲁棒性。
对比优化：完成后再查看参考答案或与他人交流，比较代码的可读性、简洁度和性能。
扩展延伸 ：可以尝试为某些题目添加单元测试（如 pytest），或者将单帧处理扩展到实时流式处理。
刷题对标 ：如需进一步提升，可配合 LeetCode 上标签为 Array、Hash Table、Simulation 的 Easy-Medium 题目，以及华为 OD 题库中的"数据统计""日志分析"类题目。

📄 文件结构

复制代码

.
├── README.md                  # 本文件
├── 1_brake_simulate.py        # 单步制动模拟
├── 2_complete_cl_simulate.py  # 完整闭环仿真
├── 3_fcw_decision.py          # FCW 预警决策
├── 4_sensor_fusion.py         # 传感器融合（基础）
├── 5_traffic_light_warning.py # 红绿灯预警
├── 6_waypoint_validity_check.py# 路径点校验
├── 7_multi_sensor_fusion.py   # 多传感器融合（扩展）
├── 8_dangerous_ttc_filter.py  # 危险 TTC 过滤
├── 9_lane_level_warning.py    # 车道级目标预警
└── 10_multi_frame_tracking.py # 多帧跟踪稳定性

📜 许可

本项目仅供学习交流使用，遵循 MIT License。