2018年陕西天益教育科技有限公司 智能网联车实验室建设项目

2018-11-20  来自: 陕西天益教育科技有限公司官网 浏览次数:1293

一、项目背景

1、技术趋势

随着社会进步与科学技术的飞速发展,智能网联车技术作为人工智能技术的最高表现形式,在全世界范围内越来越受到产学界甚至国家层面的关注。

作为一项复杂的工程技术,智能网联车涵盖了机械、电子、人工智能等多类学科和门类的技术。通过改装或者整合设计等方式,将各类传感系统、控制机构、以计算机为核心的中央处理系统等硬件单元整合于汽车平台上,再通过编程实现传感器信息的处理、车辆行为决策和控制等各项功能。

智能网联车技术包括硬件平台和软件部分两方面的内容。硬件平台包括各种传感器、执行器、计算机、电源系统和网络与电气系统等。软件部分包括计算机(含嵌入式计算机)的操作系统,以及在此基础上由研究人员编写的传感器信号获取与处理、智能网联车行为决策、智能网联车行为控制等软件代码。这些软件是研究人员赋予车的人工智能的实现,体现了研究人员的思想。其水平的高低、算法的先进性、可靠性、稳定性等直接决定了智能网联车的性能。

智能网联车技术的发展既依托于机械、电子、人工智能技术的发展,同时也深深影响和推动了相关学科的发展。因此,智能网联车既是人工智能技术在汽车上的应用,也是汽车技术在人工智能方面的新突破。

作为培养专业人才的高等学校,把握技术趋势,在适当的时候开设智能网联课程,抢占智能网联车技术高教育的前沿阵地,已越来越成为行业的共识。汽车行业的变化发展必将改变当下汽车专业的教育内容。新能源汽车的出现已经证明,走在行业发展的前列,才能在高等教育中把握先机。于是,如何把握技术发展趋势,如何前沿的科学技术教育结合,成为智能网联汽车教育***关键的问题。

2、应用趋势

智能网联车技术是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,是典型的、多学科的、综合性的高科技和高新技术的结合体,涉及传感器技术、信息融合技术、微电子技术、计算机技术、智能控制技术、人工智能技术、网络技术、通信技术等。无人驾驶的乘用汽车是这类综合系统的最高阶应用。

这类技术除了应用在智能网联车方面,在机械自动化、机器人领域也应用广泛,尤其在封闭环境中的低速车辆,落地技术越来越多,无人驾驶清扫车,无人驾驶巡逻车、无人驾驶物流车、无人驾驶摆渡车,纷纷面市。而这类产品都离不开传感器的应用与智能控制技术。不仅如此,目前货车、矿山车辆、军用移动平台等无人驾驶智能化也需求强烈,智能网联车技术应用的范围越来越广,

可以肯定,随着智能网联技术的发展,越来越多的应用以及产品将深刻影响到智能网联车技术的职业分工,以及相关的教育。

智能网联车是一项软硬件结合的系统工程,它对从业人员的知识与技术提出了新的要求。以测试人员为例,原来的计算机软件测试人员只限于软件知识和测试知识,而智能网联车的测试人员则不仅仅要懂人工智能相关知识、还需要掌握汽车工程的相关知识。这样才能保证在测试过程中分析出现象背后的问题。而这样的人才以及人才培养计划显然还很少。

3、政策支持

2017年,随着国务院发布《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》,人工智能技术迎来了政策红利。人工智能作为国际竞争的新焦点、经济发展的新引擎、社会建设的新机遇,已经成为国家***发展的战略性规划。规划中明确指出:自主无人系统的智能技术,面向复杂环境的适应性智能导航等共性技术,无人机自主控制以及汽车、船舶和轨道交通自动驾驶等智能技术,是新一代人工智能发展规划中的***任务,坚持培养和引进相结合,完善人工智能教育体系是人工智能发展的重中之重。

规划还要求大力加强人工智能劳动力培训。“加快研究人工智能带来的就业结构、就业方式转变以及新型职业和工作岗位的技能需求,建立适应智能经济和智能社会需要的终身学习和就业培训体系,支持高等院校、职业学校和社会化培训机构等开展人工智能技能培训,大幅提升就业人员专业技能,满足我国人工智能发展带来的高技能高质量就业岗位需要。鼓励企业和各类机构为员工提供人工智能技能培训。”

而早在2015年,我国发布的《中国制造 2025》及其技术路线图等文件已经将智能网联汽车提升到国家战略高度。2016年,我国发布了《智能网联汽车发展技术路线图》,对智能网联汽车发展阶段性目标进行了补充和修订。

2017年国家发改委和科技部共同发布的《汽车产业中长期发展规划》更是对智能网联车的发展提出了明确目标:力争到2020年,汽车DA(驾驶辅助)、PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动驾驶)系统新车装配率超过50%,网联式驾驶辅助系统装配率达到10%,满足智慧交通城市建设需求。智能网联车成为国家扶持***。

同时,各地支持智能网联车的政策密集,2017年底北京率先发布了《加快推进自动驾驶车辆道路测试有关工作的指导意见》和《自动驾驶车辆道路测试管理实施细则》两个指导性文件。随后上海、重庆、深圳、长沙、长春、平潭、广州先后自动驾驶路测法规。2018年4月《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》发布,自动驾驶车辆测试以及落地工作在全国铺开。

在教育方面,2018年4月教育部发布了《高等学校人工智能创新行动计划》,其主要目标是:到2020年,基本完成适应新一代人工智能发展的高校科技创新体系和学科体系的优化布局,高校在新一代人工智能基础理论和关键技术研究等方面取得新突破,人才培养和科学研究的优势进一步提升,并推动人工智能技术广泛应用。

计划中还要求加强人才培养力度。完善人工智能领域多主体协同育人机制。深化产学合作协同育人,推广实施人工智能领域产学合作协同育人项目,以产业和技术发展的成果推动人才培养改革。构建人工智能多层次教育体系。

随着技术的发展和政策的扶持,智能网联车技术的应用将越来越广,它必将对现有的汽车行业和汽车教育行业带来巨大的改变。作为职业教育的前沿,快速适应外部环境变化,响应国家政策,顺应时代发展需要,发展智能网联车技术教育势在必行。

 

二、建设目标

1、总体目标

建设具有特色的智能网联车实践创新实训室,以此为依托促进学校的学科建设和增强学校的研发能力,培养智能网联车***人才,为社会输送更多的智能网联车应用人才,同时开展智能网联车应用技术教育教学的研究和研发。

教师可以依托实室的硬件以及技术环境进行课程设计,进一步完善学科建设和相关项目的研发,促进学校科研能力和教学能力的提升,为学校的教学发展不仅硬件方面得到提升还能增进学生的动手和思考能力。

在凭借清华大学智能驾驶技术应用中心智能网联车等相关技术支持环境下,搭建软件、硬件和通信平台,学生在实验教师的指导下,将智能网联车相关理论知识、智能网联车传感器知识、智能网联车改装控制相关技术、智能网联车功能测试技术、嵌入式开发知识与社会发展技术需求对接,通过智能网联车实践创新实训室实现学生动手实践能力、逻辑分析能力并提高对理论知识的理解,同时可以帮助同学***的进入智能网联车行业就业。

2、具体目标

对智能网联车的技术原理,实现效果进行直观的展示。包括L5级无人驾驶,L3级出台辅助驾驶,智能网联技术的大部分功能。

根据学校实际情况与需求,依托实验室资源,结合实验室设备,至少开设三门智能网联汽车相关课程以及相应的课程套件,培育一到两名教师,用于相关课程的教学。

作为教学场所,可以承担智能网联车技术相关课程的教学,通过实验设备,完成相关技术原理的展示,相关技术应用的动手实践。支撑学校理实一体的教学要求。

3、预期成果

面向汽车行业,培养出既懂传统车辆基数知识,又熟悉智能网联车辆原理以及相关操作的工程技术人才,满足智能网联车行业逐渐发展起来的相关职业需求。为智能网联车行业的发展输送人才。

 

三、实验实训室方案介绍

1、总体方案介绍

验实训室建设方案分别由:场地规划、教学设备配置、实训课程建设规划,智能网联技术展示、以及其他配套支持五部分组成。建成后,其主要功能包括:实训功能、教学功能、演示功能以及其他拓展功能等。

学校可以根据实际情况按需选择,形成有针对性的实实训室建设方案。也可以根据自身学科建设情况,将方案有计划,分步骤实施。 包括软件新功能开发、新课程开发、针对性演示需求开发等;

作为新兴热门学科的实训室解决方案,本方案具有以下优点:

1)配置灵活,可扩展性强;

方案内容采取清单式服务,学校可根据需求,灵活选择方案内容,包括:教学方案、教具设备,项目演示、技术支持内容等;

此外,在方案设计之初,将可扩展性因素纳入考虑范围。通过对教学平台的硬件可扩展、教学软件的功能升级、可以实现更多的实训内容。

2)注重实操,针对性强;

本方案的智能网联车技术教育,根据教学对象不同,提供不同内容的解决方案。从知识点提炼,教具的设计、软件开发,课程的编写,都考虑不同层次的教育特点。本科院校注重计算机知识与硬件结合等应用,侧重计算机工程应用。在环境搭建、人工智能技术支持,无人驾驶功能开发上针对本科学生有针对的课程。涉及的学历层次包含:高职、本科、硕士。

3)紧密互动、服务响应及时;

方案在实施过程中采取项目负责人制,由项目负责人与学校对接,确保项目的实施进度和质量,及时响应学校需求。

4)深耕行业、就业方向清晰。

与学校一起打通就业渠道。对学习合格的毕业生,推荐就业。首批岗位确定为智能网联车技术测试员、智能网联车安全员,数据标定人员等。目标公司为智能网联车辆研发机构、低速无人车制造厂、第三方智能网联车测试机构、整车厂研发和试验、测试机构。

涉及专业包含:汽车系相关、计算机系相关、机械工程自动化相关。             

2、实验实训功能

可以完成的实验实训功能主要包括以下内容:

1了解无人驾驶驾驶汽车原理与功能构成。

2熟悉智能网联驾驶汽车传感器功能与安装调试方法。

3了解车辆控制算法、传感融合算法及决策算法的原理,并可进行简单的编程与控制。

4掌握硬件电路设计方法。

5掌握智能网联转向的原理、系统构成及性能试验方法。

6掌握智能网联制动的原理、系统构成及性能试验方法。

7掌握先进传感器数据采集的原理与方法。

8掌握轨迹跟踪的原理与方法。

9掌握车辆及行人检测的原理与方法。

10掌握车辆网联技术的原理以及功能构成;

11掌握智能网联车辆开发测试以及产品测试的原理与方法。

3、演示功能

主要演示内容包括L3级出台辅助驾驶功能、L5级无人驾驶功能、车辆网联功能。同时支持以上功能的测试。

L3级出台辅助驾驶功能

无人驾驶紧急制动系统(AEB)、自适应巡航控制(ACC) 、车道保持辅助系统(LKA)、360度环视、无人驾驶泊车等;

L5级无人驾驶功能

车辆道路自主巡航、主动避障行驶、路口无人驾驶转向、无人驾驶路径规划、导航定位、定点停车等

车辆网联功能

车载网络、车载自组织网络和车载移动互联网络搭建与通讯实现。

4、教学功能

提供教材以及任务指导书、操作指导书在内的教辅套件,协助教师根据学校实际情况,开设相应课程。满足教学需求。满足针对高职的智能网联车课程,主要包括以下内容:

智能网联汽车概述

智能网联汽车环境感知技术

智能网联汽车决策与控制技术

智能网联汽车底盘线控技术

智能网联汽车车联网技术

智能网联汽车信息安全技术

智能网联汽车测试技术

智能网联汽车未来发展趋势分析

目前,已经推出课程为:《智能网联车概论》、《智能传感器的应用与检测》、《智能网联车功能应用与测试》。

5、其他拓展功能

通过软硬件升级与改造,实验实训室可以不断拓展其实验功能与教学内容。

依托实训室软硬件设备,整合学校相关资源,实训室还可以承担通识教育基地,智能网联车技术师资培训、项目研发,大赛训练场所等相关功能。

 

四、场地规划

根据学校实际情况,提供实验实训室场地规划与设计,保证实验实训室各项功能正常开展。实验实训室场地共分为功能演示区、教学区、存放维护区。

1、功能演示区

主要功能为各类智能网联车辆的功能演示与测试提供场地环境。具体类型可分为室内沙盘和室外封闭场景两类。室内沙盘主要模拟城市真实路况,供小型仿真模拟车辆进行智能网联车功能演示。室外封闭环境主要根据外部真实环境,供新能源车辆(低速、乘用车)进行智能网联车功能演示。其演示功能将视场地实际情况和对应需求而针对性设计;

2、教学区

主要功能为智能网联车课程教学提供教学场地。教学区包含必要的教学设备,学生可以在教学区通过老师指导,安装,拆卸,调试智能网联车设备、教具;操作、开发智能网联车相关软件,从而掌握智能网联车相关原理和应用技术。

教学区主要设备推荐:投影仪以及投影相关设备、黑板、组装平台、课桌,电脑等;

3、存放维护区

主要用于教具以及其他硬件设备的存放与维护。对教具日常损耗出现的机械故障进行检测与维修。

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五、实训室设备内容

1、室内小型智能网联车教学平台


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该教学平台是一款基于轮式机器人底盘打造的实训无人车教学平台,其转向采取差速转向,可获得更小的转弯半径,适合在室内运行,通过该平台可完成智能网联车L3级出台辅助驾驶、L5级无人驾驶的实训课目。

 

 

 

 

 

 

 

 

 



             

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随机设备清单:

1)室内小型智能网联车教学平台(含传感器设备);

2)教学平台产品使用说明书

3)教学平台维护手册

4)测试工具套件

5)拆装工具套件

支持课程内容

《智能网联车概论》、《智能传感器的应用与检测》、《智能网联车功能应用与测试》。

2、低速新能源车教学平台

2018年陕西天益教育科技有限公司  智能网联车实验室建设项目|产学合作-陕西天益教育科技有限公司官网低速新能源车教学平台是基于低速电动车辆改装而成的教学平台。其演示功能与实训功能更接近与现有的智能网联汽车,在保证安全的前提下,可完成所有智能网联车的实训功能。这是方案中可以提供乘坐体验的教学平台设备。

            

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随机设备清单:

1四座、八座可选低速新能源车教学平台;

2传感器套件(需选配)

3教学平台产品使用说明书

4教学平台维护手册

5测试工具套件

6拆装工具套件

支持课程内容

《智能网联车概论》、《智能传感器的应用与检测》、《智能网联车功能应用与测试》。

3、传感器套件

为方便教学和研发任务,本方案提供传感器套件供学校选择。搭载的套件可在室内小型智能网联车教学平台和低速新能源车教学平台教学平台上使用。也可以作为单独的传感器课程教具,供教学使用。

主要传感器及其他设备:

激光雷达:16线 4线 1线激光雷达;

毫米波雷达:77G 24G 毫米波雷达

摄像头:单目、双目摄像头

定位系统:GPS、GNSS 差分定位系统;惯性导航;

计算平台:I7工业控制器

4、教学软件

ICV教学软件是专为智能网联车教育开发的教学软件,根据智能网联车各功能模块,开发出可以用于功能演示,状态检测、车辆控制、原理介绍等相关功能的软件。

ICV软件适用于所有教学型号的教学平台,避免了操作人员因跨平台而不熟悉不同操作软件的问题。另外,通过软件的更新,可以使教学平台完成更多的功能,从而配合教学与教程的开发。目前,列入开发计划是功能为智能网联功能。

     

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六、实验实训室课程介绍

1、智能网联车概论

本课程可作为汽车学院的一门必修课或公共选修课。

通过本课程的教学,要求学生掌握智能网联汽车的新发展、新成果,对智能网联汽车技术涉及的***内容进行全面的介绍。主要包括智能网联汽车的产生与发展、智能网联汽车的体系结构、智能网联汽车环境感知技术、智能网联汽车定位导航技术、智能网联汽车路径规划技术、智能网联汽车运动控制方法、智能网联汽车一体化设计方法和智能网联汽车发展面临的机遇与挑战等内容。理论联系实际,在新时代思想指引下提高学生解决具体问题和从事相关工作的能力。

智能网联车概论课程可分为PDF文字版,以及视频教学短片两种形式。可开发的实验实训内容包括:出台辅助驾驶功能讲解、智能网联车技术原理讲解等;

2、智能网联传感器安装与应用技术

本课程可作为汽车学院的一门必修课。

通过本课程的教学,要求学生掌握智能网联相关传感器原理,了解智能网联车主流传感器的配置,并学会正确安装并使用该类传感器设备。掌握传感器的使用方法,以及在智能网联车中的主要作用和功能。提供的实验实训内容包括:编码器测量与检测、温度传感器测量与检测、压力传感器测量与检测惯性导航测量与检测、GPS配置与检测、摄像头的内部参数调整、摄像头的内外参标定、超声波雷达测量与检测、毫米波雷达测量与检测、激光雷达测量与检测等。通过动手实训,切实掌握各类传感器的安装调试和正常使用方法。

课程可分为PDF文字版,以及视频教学短片两种形式。

3、智能网联车功能应用与测试

本课程可作为汽车学院的一门必修课。

本课程是针对智能网联车开发测试与产品测试工作而设计开发的一套实验实训课程。通过实验实训项目,要求学生熟悉目前智能网联车的主要功能,掌握智能网联车主要功能的测试方法,了解智能网联汽车自动驾驶功能测试评价规程,具备智能网联车辆测试员必备技能。

课程可分为PDF文字版,以及视频教学短片两种形式。提供的实验实训内容包括:无人驾驶泊车系统、自适应巡航系统、车辆前碰撞预警及紧急主动制动系统、车道偏离预警及保持系统、GPS导航系统、激光雷达环境感知、路径规划及行驶。

4、其他课程

课程包括《智能车网联技术应用与测试》、《数据标定方法与应用》、《智能网联车辆控制改装技术与应用》等实验实训课程。

5、技术培训

通过上门培训等形式进行实验实训室设备操作培训,以公开课培训、视频培训的形式进行智能网联车技术培训

关键词: 智能网联   实验室建设        

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