2018年陜西天益教育科技有限公司 智能網(wǎng)聯(lián)車實驗室建設項目

一、項目背景

1、技術趨勢

隨著社會進步與科學技術的飛速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)車技術作為人工智能技術的最高表現(xiàn)形式，在全世界范圍內越來越受到產學界、甚至國家層面的關注。

作為一項復雜的工程技術，智能網(wǎng)聯(lián)車涵蓋了機械、電子、人工智能等多類學科和門類的技術。通過改裝或者整合設計等方式，將各類傳感系統(tǒng)、控制機構、以計算機為核心的中央處理系統(tǒng)等硬件單元整合于汽車平臺上，再通過編程實現(xiàn)傳感器信息的處理、車輛行為決策和控制等各項功能。

智能網(wǎng)聯(lián)車技術包括硬件平臺和軟件部分兩方面的內容。硬件平臺包括各種傳感器、執(zhí)行器、計算機、電源系統(tǒng)和網(wǎng)絡與電氣系統(tǒng)等。軟件部分包括計算機(含嵌入式計算機)的操作系統(tǒng)，以及在此基礎上由研究人員編寫的傳感器信號獲取與處理、智能網(wǎng)聯(lián)車行為決策、智能網(wǎng)聯(lián)車行為控制等軟件代碼。這些軟件是研究人員賦予車的人工智能的實現(xiàn)，體現(xiàn)了研究人員的思想。其水平的高低、算法的先進性、可靠性、穩(wěn)定性等直接決定了智能網(wǎng)聯(lián)車的性能。

智能網(wǎng)聯(lián)車技術的發(fā)展既依托于機械、電子、人工智能技術的發(fā)展，同時也深深影響和推動了相關學科的發(fā)展。因此，智能網(wǎng)聯(lián)車既是人工智能技術在汽車上的應用，也是汽車技術在人工智能方面的新突破。

作為培養(yǎng)專業(yè)人才的高等學校，把握技術趨勢，在適當?shù)臅r候開設智能網(wǎng)聯(lián)課程，搶占智能網(wǎng)聯(lián)車技術高等教育的前沿陣地，已越來越成為行業(yè)的共識。汽車行業(yè)的變化發(fā)展必將改變當下汽車專業(yè)的教育內容。新能源汽車的出現(xiàn)已經(jīng)證明，走在行業(yè)發(fā)展的前列，才能在高等教育中把握先機。于是，如何把握技術發(fā)展趨勢，如何將前沿的科學技術與高等教育結合，成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車教育***關鍵的問題。

2、應用趨勢

智能網(wǎng)聯(lián)車技術是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是典型的、多學科的、綜合性的高科技和高新技術的結合體，涉及傳感器技術、信息融合技術、微電子技術、計算機技術、智能控制技術、人工智能技術、網(wǎng)絡技術、通信技術等。無人駕駛的乘用汽車是這類綜合系統(tǒng)的最高階應用。

這類技術除了應用在智能網(wǎng)聯(lián)車方面，在機械自動化、機器人領域也應用廣泛，尤其在封閉環(huán)境中的低速車輛，落地技術越來越多，無人駕駛清掃車，無人駕駛巡邏車、無人駕駛物流車、無人駕駛擺渡車，紛紛面市。而這類產品都離不開傳感器的應用與智能控制技術。不僅如此，目前貨車、礦山車輛、軍用移動平臺等無人駕駛智能化也需求強烈，智能網(wǎng)聯(lián)車技術應用的范圍越來越廣，

可以肯定，隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術的發(fā)展，越來越多的應用以及產品將深刻影響到智能網(wǎng)聯(lián)車技術的職業(yè)分工，以及相關的教育。

智能網(wǎng)聯(lián)車是一項軟硬件結合的系統(tǒng)工程，它對從業(yè)人員的知識與技術提出了新的要求。以測試人員為例，原來的計算機軟件測試人員只限于軟件知識和測試知識，而智能網(wǎng)聯(lián)車的測試人員則不僅僅要懂人工智能相關知識、還需要掌握汽車工程的相關知識。這樣才能保證在測試過程中分析出現(xiàn)象背后的問題。而這樣的人才以及人才培養(yǎng)計劃顯然還很少。

3、政策支持

2017年，隨著國務院發(fā)布《國務院關于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》，人工智能技術迎來了政策紅利。人工智能作為國際競爭的新焦點、經(jīng)濟發(fā)展的新引擎、社會建設的新機遇，已經(jīng)成為國家***發(fā)展的戰(zhàn)略性規(guī)劃。規(guī)劃中明確指出：自主無人系統(tǒng)的智能技術，面向復雜環(huán)境的適應性智能導航等共性技術，無人機自主控制以及汽車、船舶和軌道交通自動駕駛等智能技術，是新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃中的***任務，堅持培養(yǎng)和引進相結合，完善人工智能教育體系是人工智能發(fā)展的重中之重。

規(guī)劃還要求大力加強人工智能勞動力培訓。“加快研究人工智能帶來的就業(yè)結構、就業(yè)方式轉變以及新型職業(yè)和工作崗位的技能需求，建立適應智能經(jīng)濟和智能社會需要的終身學習和就業(yè)培訓體系，支持高等院校、職業(yè)學校和社會化培訓機構等開展人工智能技能培訓，大幅提升就業(yè)人員專業(yè)技能，滿足我國人工智能發(fā)展帶來的高技能高質量就業(yè)崗位需要。鼓勵企業(yè)和各類機構為員工提供人工智能技能培訓?！?/span>

而早在2015年，我國發(fā)布的《中國制造 2025》及其技術路線圖等文件已經(jīng)將智能網(wǎng)聯(lián)汽車提升到國家戰(zhàn)略高度。2016年，我國發(fā)布了《智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展技術路線圖》，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展階段性目標進行了補充和修訂。

2017年國家發(fā)改委和科技部共同發(fā)布的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》更是對智能網(wǎng)聯(lián)車的發(fā)展提出了明確目標：力爭到2020年，汽車DA（駕駛輔助）、PA（部分自動駕駛）、CA（有條件自動駕駛）系統(tǒng)新車裝配率超過50%，網(wǎng)聯(lián)式駕駛輔助系統(tǒng)裝配率達到10%，滿足智慧交通城市建設需求。智能網(wǎng)聯(lián)車成為國家扶持***。

同時，各地支持智能網(wǎng)聯(lián)車的政策密集，2017年底北京率先發(fā)布了《加快推進自動駕駛車輛道路測試有關工作的指導意見》和《自動駕駛車輛道路測試管理實施細則》兩個指導性文件。隨后上海、重慶、深圳、長沙、長春、平潭、廣州先后自動駕駛路測法規(guī)。2018年4月《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范（試行）》發(fā)布，自動駕駛車輛測試以及落地工作在全國鋪開。

在教育方面，2018年4月教育部發(fā)布了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，其主要目標是：到2020年，基本完成適應新一代人工智能發(fā)展的高校科技創(chuàng)新體系和學科體系的優(yōu)化布局，高校在新一代人工智能基礎理論和關鍵技術研究等方面取得新突破，人才培養(yǎng)和科學研究的優(yōu)勢進一步提升，并推動人工智能技術廣泛應用。

計劃中還要求加強人才培養(yǎng)力度。完善人工智能領域多主體協(xié)同育人機制。深化產學合作協(xié)同育人，推廣實施人工智能領域產學合作協(xié)同育人項目，以產業(yè)和技術發(fā)展的成果推動人才培養(yǎng)改革。構建人工智能多層次教育體系。

隨著技術的發(fā)展和政策的扶持，智能網(wǎng)聯(lián)車技術的應用將越來越廣，它必將對現(xiàn)有的汽車行業(yè)和汽車教育行業(yè)帶來巨大的改變。作為職業(yè)教育的前沿，快速適應外部環(huán)境變化，響應國家政策，順應時代發(fā)展需要，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)車技術教育勢在必行。

二、建設目標

1、總體目標

建設具有特色的智能網(wǎng)聯(lián)車實踐創(chuàng)新實訓室，以此為依托促進學校的學科建設和增強學校的研發(fā)能力，培養(yǎng)智能網(wǎng)聯(lián)車***人才，為社會輸送更多的智能網(wǎng)聯(lián)車應用人才，同時開展智能網(wǎng)聯(lián)車應用技術教育教學的研究和研發(fā)。

教師可以依托實驗室的硬件以及技術環(huán)境進行課程設計，進一步完善學科建設和相關項目的研發(fā)，促進學?？蒲心芰徒虒W能力的提升，為學校的教學發(fā)展不僅硬件方面得到提升還能增進學生的動手和思考能力。

在憑借清華大學智能駕駛技術應用中心智能網(wǎng)聯(lián)車等相關技術支持環(huán)境下，搭建軟件、硬件和通信平臺，學生在實驗教師的指導下，將智能網(wǎng)聯(lián)車相關理論知識、智能網(wǎng)聯(lián)車傳感器知識、智能網(wǎng)聯(lián)車改裝控制相關技術、智能網(wǎng)聯(lián)車功能測試技術、嵌入式開發(fā)知識與社會發(fā)展技術需求對接，通過智能網(wǎng)聯(lián)車實踐創(chuàng)新實訓室實現(xiàn)學生動手實踐能力、邏輯分析能力并提高對理論知識的理解，同時可以幫助同學***的進入智能網(wǎng)聯(lián)車行業(yè)就業(yè)。

2、具體目標

對智能網(wǎng)聯(lián)車的技術原理，實現(xiàn)效果進行直觀的展示。包括L5級無人駕駛，L3級出臺輔助駕駛，智能網(wǎng)聯(lián)技術的大部分功能。

根據(jù)學校實際情況與需求，依托實驗室資源，結合實驗室設備，至少開設三門智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關課程以及相應的課程套件，培育一到兩名教師，用于相關課程的教學。

作為教學場所，可以承擔智能網(wǎng)聯(lián)車技術相關課程的教學，通過實驗設備，完成相關技術原理的展示，相關技術應用的動手實踐。支撐學校理實一體的教學要求。

3、預期成果

面向汽車行業(yè)，培養(yǎng)出既懂傳統(tǒng)車輛基數(shù)知識，又熟悉智能網(wǎng)聯(lián)車輛原理以及相關操作的工程技術人才，滿足智能網(wǎng)聯(lián)車行業(yè)逐漸發(fā)展起來的相關職業(yè)需求。為智能網(wǎng)聯(lián)車行業(yè)的發(fā)展輸送人才。

三、實驗實訓室方案介紹

1、總體方案介紹

實驗實訓室建設方案分別由：場地規(guī)劃、教學設備配置、實訓課程建設規(guī)劃，智能網(wǎng)聯(lián)技術展示、以及其他配套支持五部分組成。建成后，其主要功能包括：實訓功能、教學功能、演示功能以及其他拓展功能等。

學?？梢愿鶕?jù)實際情況按需選擇，形成有針對性的實驗實訓室建設方案。也可以根據(jù)自身學科建設情況，將方案有計劃，分步驟實施。 包括軟件新功能開發(fā)、新課程開發(fā)、有針對性演示需求開發(fā)等；

作為新興熱門學科的實訓室解決方案，本方案具有以下優(yōu)點：

（1）配置靈活，可擴展性強；

方案內容采取清單式服務，學?？筛鶕?jù)需求，靈活選擇方案內容，包括：教學方案、教具設備，項目演示、技術支持內容等；

此外，在方案設計之初，將可擴展性因素納入考慮范圍。通過對教學平臺的硬件可擴展、教學軟件的功能升級、可以實現(xiàn)更多的實訓內容。

（2）注重實操，針對性強；

本方案的智能網(wǎng)聯(lián)車技術教育，根據(jù)教學對象不同，提供不同內容的解決方案。從知識點提煉，教具的設計、軟件開發(fā)，課程的編寫，都考慮不同層次的教育特點。本科院校注重計算機知識與硬件結合等應用，側重計算機工程應用。在環(huán)境搭建、人工智能技術支持，無人駕駛功能開發(fā)上針對本科學生有針對性的課程。涉及的學歷層次包含：高職、本科、碩士。

（3）緊密互動、服務響應及時；

方案在實施過程中采取項目負責人制，由項目負責人與學校對接，確保項目的實施進度和質量，及時響應學校需求。

（4）深耕行業(yè)、就業(yè)方向清晰。

與學校一起打通就業(yè)渠道。對學習合格的畢業(yè)生，推薦就業(yè)。首批崗位確定為智能網(wǎng)聯(lián)車技術測試員、智能網(wǎng)聯(lián)車安全員，數(shù)據(jù)標定人員等。目標公司為智能網(wǎng)聯(lián)車輛研發(fā)機構、低速無人車制造廠、第三方智能網(wǎng)聯(lián)車測試機構、整車廠研發(fā)和試驗、測試機構。

涉及專業(yè)包含：汽車系相關、計算機系相關、機械工程自動化相關。             

2、實驗實訓功能

可以完成的實驗實訓功能主要包括以下內容：

（1）了解無人駕駛駕駛汽車原理與功能構成。

（2）熟悉智能網(wǎng)聯(lián)駕駛汽車傳感器功能與安裝調試方法。

（3）了解車輛控制算法、傳感融合算法及決策算法的原理，并可進行簡單的編程與控制。

（4）掌握硬件電路設計方法。

（5）掌握智能網(wǎng)聯(lián)轉向的原理、系統(tǒng)構成及性能試驗方法。

（6）掌握智能網(wǎng)聯(lián)制動的原理、系統(tǒng)構成及性能試驗方法。

（7）掌握先進傳感器數(shù)據(jù)采集的原理與方法。

（8）掌握軌跡跟蹤的原理與方法。

（9）掌握車輛及行人檢測的原理與方法。

（10）掌握車輛網(wǎng)聯(lián)技術的原理以及功能構成；

（11）掌握智能網(wǎng)聯(lián)車輛開發(fā)測試以及產品測試的原理與方法。

3、演示功能

主要演示內容包括L3級出臺輔助駕駛功能、L5級無人駕駛功能、車輛網(wǎng)聯(lián)功能。同時支持以上功能的測試。

L3級出臺輔助駕駛功能

無人駕駛緊急制動系統(tǒng)（AEB）、自適應巡航控制(ACC) 、車道保持輔助系統(tǒng)（LKA）、360度環(huán)視、無人駕駛泊車等；

L5級無人駕駛功能

車輛道路自主巡航、主動避障行駛、路口無人駕駛轉向、無人駕駛路徑規(guī)劃、導航定位、定點停車等

車輛網(wǎng)聯(lián)功能

車載網(wǎng)絡、車載自組織網(wǎng)絡和車載移動互聯(lián)網(wǎng)絡搭建與通訊實現(xiàn)。

4、教學功能

提供教材以及任務指導書、操作指導書在內的教輔套件，協(xié)助教師根據(jù)學校實際情況，開設相應課程。滿足教學需求。滿足針對高職的智能網(wǎng)聯(lián)車課程，主要包括以下內容：

智能網(wǎng)聯(lián)汽車概述

智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車決策與控制技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車底盤線控技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試技術

智能網(wǎng)聯(lián)汽車未來發(fā)展趨勢分析

目前，已經(jīng)推出課程為：《智能網(wǎng)聯(lián)車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網(wǎng)聯(lián)車功能應用與測試》。

5、其他拓展功能

通過軟硬件升級與改造，實驗實訓室可以不斷拓展其實驗功能與教學內容。

依托實訓室軟硬件設備，整合學校相關資源，實訓室還可以承擔通識教育基地，智能網(wǎng)聯(lián)車技術師資培訓、項目研發(fā)，大賽訓練場所等相關功能。

四、場地規(guī)劃

根據(jù)學校實際情況，提供實驗實訓室場地規(guī)劃與設計，保證實驗實訓室各項功能正常開展。實驗實訓室場地共分為功能演示區(qū)、教學區(qū)、存放維護區(qū)。

1、功能演示區(qū)

主要功能為各類智能網(wǎng)聯(lián)車輛的功能演示與測試提供場地環(huán)境。具體類型可分為室內沙盤和室外封閉場景兩類。室內沙盤主要模擬城市真實路況，供小型仿真模擬車輛進行智能網(wǎng)聯(lián)車功能演示。室外封閉環(huán)境主要根據(jù)外部真實環(huán)境，供新能源車輛（低速、乘用車）進行智能網(wǎng)聯(lián)車功能演示。其演示功能將視場地實際情況和對應需求而針對性設計；

2、教學區(qū)

主要功能為智能網(wǎng)聯(lián)車課程教學提供教學場地。教學區(qū)包含必要的教學設備，學生可以在教學區(qū)通過老師指導，安裝，拆卸，調試智能網(wǎng)聯(lián)車設備、教具；操作、開發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)車相關軟件，從而掌握智能網(wǎng)聯(lián)車相關原理和應用技術。

教學區(qū)主要設備推薦：投影儀以及投影相關設備、黑板、組裝平臺、課桌，電腦等；

3、存放維護區(qū)

主要用于教具以及其他硬件設備的存放與維護。對教具日常損耗出現(xiàn)的機械故障進行檢測與維修。

五、實訓室設備內容

1、室內小型智能網(wǎng)聯(lián)車教學平臺

該教學平臺是一款基于輪式機器人底盤打造的實訓無人車教學平臺，其轉向采取差速轉向，可獲得更小的轉彎半徑，適合在室內運行，通過該平臺可完成智能網(wǎng)聯(lián)車L3級出臺輔助駕駛、L5級無人駕駛的實訓課目。

隨機設備清單：

（1）室內小型智能網(wǎng)聯(lián)車教學平臺（含傳感器設備）；

（2）教學平臺產品使用說明書

（3）教學平臺維護手冊

（4）測試工具套件

（5）拆裝工具套件

支持課程內容

《智能網(wǎng)聯(lián)車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網(wǎng)聯(lián)車功能應用與測試》。

2、低速新能源車教學平臺

低速新能源車教學平臺是基于低速電動車輛改裝而成的教學平臺。其演示功能與實訓功能更接近與現(xiàn)有的智能網(wǎng)聯(lián)汽車，在保證安全的前提下，可完成所有智能網(wǎng)聯(lián)車的實訓功能。這是方案中可以提供乘坐體驗的教學平臺設備。

隨機設備清單：

（1）四座、八座可選低速新能源車教學平臺；

（2）傳感器套件（需選配）

（3）教學平臺產品使用說明書

（4）教學平臺維護手冊

（5）測試工具套件

（6）拆裝工具套件

支持課程內容

《智能網(wǎng)聯(lián)車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網(wǎng)聯(lián)車功能應用與測試》。

3、傳感器套件

為方便教學和研發(fā)任務，本方案提供傳感器套件供學校選擇。搭載的套件可在室內小型智能網(wǎng)聯(lián)車教學平臺和低速新能源車教學平臺教學平臺上使用。也可以作為單獨的傳感器課程教具，供教學使用。

主要傳感器及其他設備：

激光雷達：16線 4線 1線激光雷達；

毫米波雷達：77G 24G 毫米波雷達

攝像頭：單目、雙目攝像頭

定位系統(tǒng)：GPS、GNSS 差分定位系統(tǒng)；慣性導航；

計算平臺：I7工業(yè)控制器

4、教學軟件

ICV教學軟件是專為智能網(wǎng)聯(lián)車教育開發(fā)的教學軟件，根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)車各功能模塊，開發(fā)出可以用于功能演示，狀態(tài)檢測、車輛控制、原理介紹等相關功能的軟件。

ICV軟件適用于所有教學型號的教學平臺，避免了操作人員因跨平臺而不熟悉不同操作軟件的問題。另外，通過軟件的更新，可以使教學平臺完成更多的功能，從而配合教學與教程的開發(fā)。目前，列入開發(fā)計劃是功能為智能網(wǎng)聯(lián)功能。

六、實驗實訓室課程介紹

1、智能網(wǎng)聯(lián)車概論

本課程可作為汽車學院的一門必修課或公共選修課。

通過本課程的教學，要求學生掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的新發(fā)展、新成果，對智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術涉及的***內容進行全面的介紹。主要包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車的產生與發(fā)展、智能網(wǎng)聯(lián)汽車的體系結構、智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術、智能網(wǎng)聯(lián)汽車定位導航技術、智能網(wǎng)聯(lián)汽車路徑規(guī)劃技術、智能網(wǎng)聯(lián)汽車運動控制方法、智能網(wǎng)聯(lián)汽車一體化設計方法和智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)等內容。理論聯(lián)系實際，在新時代思想指引下提高學生解決具體問題和從事相關工作的能力。

智能網(wǎng)聯(lián)車概論課程可分為PDF文字版，以及視頻教學短片兩種形式?？砷_發(fā)的實驗實訓內容包括：出臺輔助駕駛功能講解、智能網(wǎng)聯(lián)車技術原理講解等；

2、智能網(wǎng)聯(lián)傳感器安裝與應用技術

本課程可作為汽車學院的一門必修課。

通過本課程的教學，要求學生掌握智能網(wǎng)聯(lián)相關傳感器原理，了解智能網(wǎng)聯(lián)車主流傳感器的配置，并學會正確安裝并使用該類傳感器設備。掌握傳感器的使用方法，以及在智能網(wǎng)聯(lián)車中的主要作用和功能。提供的實驗實訓內容包括：編碼器測量與檢測、溫度傳感器測量與檢測、壓力傳感器測量與檢測慣性導航測量與檢測、GPS配置與檢測、攝像頭的內部參數(shù)調整、攝像頭的內外參標定、超聲波雷達測量與檢測、毫米波雷達測量與檢測、激光雷達測量與檢測等。通過動手實訓，切實掌握各類傳感器的安裝調試和正常使用方法。

課程可分為PDF文字版，以及視頻教學短片兩種形式。

3、智能網(wǎng)聯(lián)車功能應用與測試

本課程可作為汽車學院的一門必修課。

本課程是針對智能網(wǎng)聯(lián)車開發(fā)測試與產品測試工作而設計開發(fā)的一套實驗實訓課程。通過實驗實訓項目，要求學生熟悉目前智能網(wǎng)聯(lián)車的主要功能，掌握智能網(wǎng)聯(lián)車主要功能的測試方法，了解智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛功能測試評價規(guī)程，具備智能網(wǎng)聯(lián)車輛測試員必備技能。

課程可分為PDF文字版，以及視頻教學短片兩種形式。提供的實驗實訓內容包括：無人駕駛泊車系統(tǒng)、自適應巡航系統(tǒng)、車輛前碰撞預警及緊急主動制動系統(tǒng)、車道偏離預警及保持系統(tǒng)、GPS導航系統(tǒng)、激光雷達環(huán)境感知、路徑規(guī)劃及行駛。

4、其他課程

課程包括《智能車網(wǎng)聯(lián)技術應用與測試》、《數(shù)據(jù)標定方法與應用》、《智能網(wǎng)聯(lián)車輛控制改裝技術與應用》等實驗實訓課程。

5、技術培訓

通過上門培訓等形式進行實驗實訓室設備操作培訓，以公開課培訓、視頻培訓的形式進行智能網(wǎng)聯(lián)車技術培訓。