《智能汽車環(huán)境感知技術(shù)》教學(xué)大綱

《智能汽車環(huán)境感知技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：04150261課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時：48學(xué)時（理論36學(xué)時，實驗12學(xué)時）先修課程：車用微控制器及接口技術(shù)、控制工程基礎(chǔ)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概論后續(xù)課程：無適用專業(yè)：車輛工程開課單位：車輛與交通工程學(xué)院一、課程說明《智能汽車環(huán)境感知技術(shù)》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要講授智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能傳感器、環(huán)境感知、先進駕駛輔助等關(guān)鍵技術(shù)，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事技術(shù)研發(fā)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識的深入學(xué)習(xí)，同時還設(shè)置了一定的實驗環(huán)節(jié)，強調(diào)培養(yǎng)設(shè)計工具的實際運用能力，提升學(xué)生利用理論知識解決生產(chǎn)實際中問題的能力，力求通過實驗環(huán)節(jié)，軟、硬結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生初步的智能網(wǎng)聯(lián)汽車仿真開發(fā)能力，培養(yǎng)能適應(yīng)智能汽車發(fā)展趨勢的高素質(zhì)技能型人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)、工作原理和基本結(jié)構(gòu)，并了解相關(guān)傳感器的仿真技術(shù)及智能網(wǎng)聯(lián)汽車典型無線通信技術(shù)，能夠運用專業(yè)知識分析智能汽車相關(guān)復(fù)雜工程問題并提出解決方案，培養(yǎng)學(xué)生分析和歸納能力。課程目標(biāo)2：掌握車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理，了解典型的環(huán)境感知系統(tǒng)和識別技術(shù)的工作原理，體會汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展歷程、重大產(chǎn)業(yè)和社會意義及其發(fā)展的內(nèi)在動力，能夠依據(jù)智能汽車標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，識別與表達(dá)車輛相關(guān)的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)3：能體會我國在智能汽車領(lǐng)域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領(lǐng)下，相關(guān)產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就，把握智能汽車專業(yè)領(lǐng)域前沿理論、技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，用掌握的科學(xué)知識服務(wù)于國家的建設(shè)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《智能汽車環(huán)境感知技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。

表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.3能夠?qū)④囕v工程基礎(chǔ)知識用于分析車輛工程相關(guān)復(fù)雜工程問題并提出解決方案。課程目標(biāo)1：掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)、工作原理和基本結(jié)構(gòu)，并了解相關(guān)傳感器的仿真技術(shù)及智能網(wǎng)聯(lián)汽車典型無線通信技術(shù)，能夠運用專業(yè)知識分析智能汽車相關(guān)復(fù)雜工程問題并提出解決方案，培養(yǎng)學(xué)生分析和歸納能力。H2.問題分析2.1能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，識別與表達(dá)車輛相關(guān)的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)2：掌握車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理，了解典型的環(huán)境感知系統(tǒng)和識別技術(shù)的工作原理，體會汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展歷程、重大產(chǎn)業(yè)和社會意義及其發(fā)展的內(nèi)在動力，能夠依據(jù)智能汽車標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，識別與表達(dá)車輛相關(guān)的復(fù)雜工程問題。M12.終身學(xué)習(xí)12.2能適應(yīng)職業(yè)發(fā)展要求，及時關(guān)注并跟蹤、把握車輛工程及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域前沿理論、技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，具備不斷獲取新的知識、技能，持續(xù)自我提升的能力。課程目標(biāo)3：能體會我國在智能汽車領(lǐng)域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領(lǐng)下，相關(guān)產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就，把握智能汽車專業(yè)領(lǐng)域前沿理論、技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，用掌握的科學(xué)知識服務(wù)于國家的建設(shè)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)概述1.1智能汽車與智能交通1.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級1.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系構(gòu)成1.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)1.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展目標(biāo)和重點教學(xué)要求：使學(xué)生理解體會汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的內(nèi)在動力，了解汽車智能化的發(fā)展歷程和重大產(chǎn)業(yè)和社會意義；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級狀況、體系構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)組成和發(fā)展目標(biāo)，能體會我國在智能汽車領(lǐng)域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領(lǐng)下，相關(guān)產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就。重點：汽車智能化的重大產(chǎn)業(yè)和社會意義；智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級狀況。難點：智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級狀況。21、32.智能傳感器與無線通信技術(shù)2.1超聲波雷達(dá)與毫米波雷達(dá)技術(shù)2.2激光雷達(dá)與視覺傳感器技術(shù)2.3傳感器融合及其仿真技術(shù)2.4無線通信系統(tǒng)的組成與分類2.5典型車用無線通訊技術(shù)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)；掌握超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、視覺傳感器等的工作原理和基本結(jié)構(gòu)；了解相關(guān)傳感器的仿真技術(shù)；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的典型無線通信技術(shù)；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車用藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等無線通信技術(shù)原理。重點：智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)；不同傳感器與無線通訊技術(shù)的性能特點和應(yīng)用情況。難點：傳感器的仿真技術(shù)。102、33.智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與環(huán)境感知技術(shù)3.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)類型3.2車載網(wǎng)絡(luò)與車載移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)3.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)概述3.4典型環(huán)境感知技術(shù)與仿真教學(xué)要求：使學(xué)生掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型；掌握車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和車載移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理；掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的環(huán)境感知技術(shù)，了解典型的環(huán)境感知系統(tǒng)；掌握道路識別技術(shù)、車輛識別技術(shù)、行人識別技術(shù)、交通標(biāo)識識別技術(shù)和交通信號等識別技術(shù)的典型工作原理。重點：智能網(wǎng)聯(lián)汽車的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類型；典型車載網(wǎng)絡(luò)與車載移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；典型環(huán)境感知系統(tǒng)組成與工作原理。難點：環(huán)境感知系統(tǒng)組成與工作原理。1262、34.智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航定位技術(shù)4.1全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的組成和原理4.2慣性導(dǎo)航與航位推算技術(shù)4.3蜂窩無線定位技術(shù)4.4高精度地圖4.5導(dǎo)航中的路徑規(guī)劃技術(shù)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握智能網(wǎng)聯(lián)汽車的導(dǎo)航定位技術(shù)；了解全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的組成和原理；了解慣性導(dǎo)航與航位推算技術(shù)、蜂窩無線定位技術(shù)、高精度地圖和導(dǎo)航中的路徑規(guī)劃技術(shù)。重點：慣性導(dǎo)航與航位推算技術(shù)、高精度地圖技術(shù)。難點：慣性導(dǎo)航與航位推算技術(shù)；路徑規(guī)劃技術(shù)。421、2、35.智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)5.1先進駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型5.2汽車行駛類駕駛輔助技術(shù)5.3汽車安全類駕駛輔助技術(shù)5.4先進駕駛輔助系統(tǒng)仿真實例教學(xué)要求：使學(xué)生掌握駕駛輔助系統(tǒng)的定義和類型；掌握行駛類駕駛輔助技術(shù)（汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、車道偏離報警系統(tǒng)、車道保持輔助系統(tǒng)、并線輔助系統(tǒng)）和安全類駕駛輔助技術(shù)（自動緊急制動系統(tǒng)、自適應(yīng)前照明系統(tǒng)、夜視輔助系統(tǒng)、平視顯示系統(tǒng)、自動泊車輔助系統(tǒng)、駕駛員疲勞預(yù)警系統(tǒng)）的關(guān)鍵技術(shù)原理；了解駕駛輔助系統(tǒng)的仿真技術(shù)。重點：行駛類駕駛輔助技術(shù)、安全類駕駛輔助技術(shù)的基本工作原理。難點：駕駛輔助系統(tǒng)仿真技術(shù)。841、2、3合計36122.實驗部分實驗部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.環(huán)境感知技術(shù)檢測與識別實驗內(nèi)容：通過matlab車輛檢測器實現(xiàn)車輛檢測、車輛識別、行人識別、交通標(biāo)識識別、交通信號燈識別和道路識別技術(shù)；體會軟件智能識別的原理和識別效果。實驗要求：能夠掌握某項識別技術(shù)的關(guān)鍵算法，理解智能識別的工作原理。62、32.汽車導(dǎo)航定位技術(shù)測試實驗內(nèi)容：慣性導(dǎo)航與航位推算技術(shù)；路徑規(guī)劃技術(shù)；車輛跟馳技術(shù)的算法實現(xiàn)。實驗要求：了解慣航位推算技術(shù)、路徑規(guī)劃技術(shù)、車輛跟馳技術(shù)的matlab算法實現(xiàn)方式和基本原理。21、2、33.駕駛輔助技術(shù)測試實驗內(nèi)容：通過matlab等仿真軟件體會基本的自適應(yīng)巡航控制、車道偏離報警、車道保持輔助系統(tǒng)、自動緊急制動等技術(shù)的基本工作原理。實驗要求：了解駕駛輔助技術(shù)仿真開發(fā)軟件和基本原理。41、2、3合計12五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂教授為主，結(jié)合討論、生產(chǎn)生活案例、網(wǎng)絡(luò)視頻資源等教學(xué)手段完成課程理論教學(xué)任務(wù)和相關(guān)操作能力的培養(yǎng)。使學(xué)生通過案例和視頻資源學(xué)習(xí)，比較全面深刻地理解智能網(wǎng)聯(lián)汽車的傳感器、無線通信、環(huán)境感知、導(dǎo)航定位和駕駛輔助技術(shù)基本原理，并體會到汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化所帶來的便利、安全和挑戰(zhàn)。本課程將以豐富的教學(xué)資源鞏固課堂知識，以加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解。同時，使學(xué)生體會到我國在智能汽車領(lǐng)域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領(lǐng)下，相關(guān)產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就，強化樹立努力學(xué)習(xí)為國奮斗的遠(yuǎn)大理想。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，確保每位同學(xué)都動手動腦，按操作規(guī)程使用教學(xué)軟件，保證電腦等實驗硬件設(shè)備安全和軟件正常功能；實驗結(jié)束后，按規(guī)定對設(shè)備進行規(guī)范化存放；通過啟發(fā)式教學(xué)、課堂討論培養(yǎng)學(xué)生掌握智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)仿真的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生實際思考能力、創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材：（1）崔勝民.智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2021.（2）崔勝民.智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù)（第2版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2021.2.參考書：（1）甄先通.自動駕駛汽車環(huán)境感知技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社.2021.（2）崔勝民.智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛仿真技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2021.（3）崔勝民,卞合善.智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社.2020.3.期刊：（1） 張春蓉.激光雷達(dá)在自動駕駛中的技術(shù)應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2021,20(21):35-36.（2）付嬈.淺析自動駕駛中的感知系統(tǒng)[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理,2021,34(04):123-124.（3）詹德凱.自動駕駛汽車環(huán)境感知系統(tǒng)傳感器技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報,2021,23(03):21-26.（4）秦大同,陳淑江,胡明輝等.基于駕駛員意圖識別的純電動汽車動力性驅(qū)動控制策略[J].汽車工程,2019,37(01):26-32+37.（5）WeiL,YunM,MingqiangG,etal.CooperativeVisualAugmentationAlgorithmofIntelligentVehicleBasedonInter-VehicleImageFusion[J].AppliedSciences,2021,11(24):11917.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）都來學(xué)汽車學(xué)習(xí)平臺./ComputerHome.（2）熊光明.中國大學(xué)生慕課.北京理工大學(xué)《無人駕駛車輛》/course/BIT-1207432808?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂活動10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂討論及隨堂練習(xí)情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?42實驗20（1）根據(jù)每個實驗的預(yù)習(xí)情況、實驗操作完成情況和實驗報告質(zhì)量單獨評分，滿分100分。（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√1082作業(yè)10（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√442期末考核60（1）課程論文成績100分，以論文成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核智能網(wǎng)聯(lián)汽車的智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀、關(guān)鍵內(nèi)容或趨勢，智能網(wǎng)聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)通訊與安全技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、挑戰(zhàn)或發(fā)展趨勢，智能網(wǎng)聯(lián)汽車導(dǎo)航定位技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進駕駛輔助系統(tǒng)現(xiàn)狀、關(guān)鍵內(nèi)容或趨勢等某一方向內(nèi)容。（3）論文主題為：智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知關(guān)鍵技術(shù)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)趨勢、智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知技術(shù)挑戰(zhàn)等?！獭獭?03010合計：100分384616八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂活動、實驗、作業(yè)、課程論文等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇烧n程論文成績和過程性考核成績組成。其中：課程論文成績?yōu)?00分（權(quán)重60%）；課堂活動、實驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和課程論文分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100≥x≥9090＞x≥8080＞x≥7070＞x≥60x＜60課堂活動25按時上課，積極參與課堂活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。按時上課，認(rèn)真參與課堂活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。缺課兩次以內(nèi)，偶爾參與課堂活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。缺課兩次以內(nèi)，上課不認(rèn)真，偶爾參與課堂活動。缺課三次以上，上課不認(rèn)真，基本不參與教學(xué)活動。實驗50實驗預(yù)習(xí)認(rèn)真，能夠熟練掌握方法與步驟，實驗操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團結(jié)協(xié)作，實驗結(jié)果詳實、結(jié)論清晰、討論