2018年陜西天益教育科技有限公司 智能網聯車實驗室建設項目

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展，智能網聯車技術作為人工智能技術的最高表現形式，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，智能網聯車涵蓋了機械、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、控制機構、以計算機為核心的中央處理系統等硬件單元整合于汽車平臺上，再通過編程實現傳感器信息的處理、車輛行為決策和控制等各項功能。

智能網聯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、執行器、計算機、電源系統和網絡與電氣系統等。軟件部分包括計算機(含嵌入式計算機)的操作系統，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、智能網聯車行為決策、智能網聯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，體現了研究人員的思想。其水平的高低、算法的先進性、可靠性、穩定性等直接決定了智能網聯車的性能。

智能網聯車技術的發展既依托于機械、電子、人工智能技術的發展，同時也深深影響和推動了相關學科的發展。因此，智能網聯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。

作為培養專業人才的高等學校，把握技術趨勢，在適當的時候開設智能網聯課程，搶占智能網聯車技術高等教育的前沿陣地，已越來越成為行業的共識。汽車行業的變化發展必將改變當下汽車專業的教育內容。新能源汽車的出現已經證明，走在行業發展的前列，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，成為智能網聯汽車教育***關鍵的問題。

2、應用趨勢

智能網聯車技術是一個集環境感知、規劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，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、網絡技術、通信技術等。無人駕駛的乘用汽車是這類綜合系統的最高階應用。

這類技術除了應用在智能網聯車方面，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，智能網聯車技術應用的范圍越來越廣，

可以肯定，隨著智能網聯技術的發展，越來越多的應用以及產品將深刻影響到智能網聯車技術的職業分工，以及相關的教育。

智能網聯車是一項軟硬件結合的系統工程，它對從業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，而智能網聯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象背后的問題。而這樣的人才以及人才培養計劃顯然還很少。

3、政策支持

2017年，隨著國務院發布《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》，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、經濟發展的新引擎、社會建設的新機遇，已經成為國家***發展的戰略性規劃。規劃中明確指出：自主無人系統的智能技術，面向復雜環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展規劃中的***任務，堅持培養和引進相結合，完善人工智能教育體系是人工智能發展的重中之重。

規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結構、就業方式轉變以及新型職業和工作崗位的技能需求，建立適應智能經濟和智能社會需要的終身學習和就業培訓體系，支持高等院校、職業學校和社會化培訓機構等開展人工智能技能培訓，大幅提升就業人員專業技能，滿足我國人工智能發展帶來的高技能高質量就業崗位需要。鼓勵企業和各類機構為員工提供人工智能技能培訓。”

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

2017年國家發改委和科技部共同發布的《汽車產業中長期發展規劃》更是對智能網聯車的發展提出了明確目標：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）系統新車裝配率超過50%，網聯式駕駛輔助系統裝配率達到10%，滿足智慧交通城市建設需求。智能網聯車成為國家扶持***。

同時，各地支持智能網聯車的政策密集，2017年底北京率先發布了《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。2018年4月《智能網聯汽車道路測試管理規范（試行）》發布，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月教育部發布了《高等學校人工智能創新行動計劃》，其主要目標是：到2020年，基本完成適應新一代人工智能發展的高校科技創新體系和學科體系的優化布局，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，人才培養和科學研究的優勢進一步提升，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力度。完善人工智能領域多主體協同育人機制。深化產學合作協同育人，推廣實施人工智能領域產學合作協同育人項目，以產業和技術發展的成果推動人才培養改革。構建人工智能多層次教育體系。

隨著技術的發展和政策的扶持，智能網聯車技術的應用將越來越廣，它必將對現有的汽車行業和汽車教育行業帶來巨大的改變。作為職業教育的前沿，快速適應外部環境變化，響應國家政策，順應時代發展需要，發展智能網聯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聯車實踐創新實訓室，以此為依托促進學校的學科建設和增強學校的研發能力，培養智能網聯車***人才，為社會輸送更多的智能網聯車應用人才，同時開展智能網聯車應用技術教育教學的研究和研發。

教師可以依托實驗室的硬件以及技術環境進行課程設計，進一步完善學科建設和相關項目的研發，促進學校科研能力和教學能力的提升，為學校的教學發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聯車等相關技術支持環境下，搭建軟件、硬件和通信平臺，學生在實驗教師的指導下，將智能網聯車相關理論知識、智能網聯車傳感器知識、智能網聯車改裝控制相關技術、智能網聯車功能測試技術、嵌入式開發知識與社會發展技術需求對接，通過智能網聯車實踐創新實訓室實現學生動手實踐能力、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***的進入智能網聯車行業就業。

2、具體目標

對智能網聯車的技術原理，實現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，智能網聯技術的大部分功能。

根據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聯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，可以承擔智能網聯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，培養出既懂傳統車輛基數知識，又熟悉智能網聯車輛原理以及相關操作的工程技術人才，滿足智能網聯車行業逐漸發展起來的相關職業需求。為智能網聯車行業的發展輸送人才。

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：場地規劃、教學設備配置、實訓課程建設規劃，智能網聯技術展示、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。

學校可以根據實際情況按需選擇，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、新課程開發、有針對性演示需求開發等；

作為新興熱門學科的實訓室解決方案，本方案具有以下優點：

（1）配置靈活，可擴展性強；

方案內容采取清單式服務，學校可根據需求，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、可以實現更多的實訓內容。

（2）注重實操，針對性強；

本方案的智能網聯車技術教育，根據教學對象不同，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，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。在環境搭建、人工智能技術支持，無人駕駛功能開發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、就業方向清晰。

與學校一起打通就業渠道。對學習合格的畢業生，推薦就業。首批崗位確定為智能網聯車技術測試員、智能網聯車安全員，數據標定人員等。目標公司為智能網聯車輛研發機構、低速無人車制造廠、第三方智能網聯車測試機構、整車廠研發和試驗、測試機構。

涉及專業包含：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）熟悉智能網聯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）掌握智能網聯轉向的原理、系統構成及性能試驗方法。

（6）掌握智能網聯制動的原理、系統構成及性能試驗方法。

（7）掌握先進傳感器數據采集的原理與方法。

（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）掌握車輛網聯技術的原理以及功能構成；

（11）掌握智能網聯車輛開發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、車輛網聯功能。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（AEB）、自適應巡航控制(ACC) 、車道保持輔助系統（LKA）、360度環視、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、無人駕駛路徑規劃、導航定位、定點停車等

車輛網聯功能

車載網絡、車載自組織網絡和車載移動互聯網絡搭建與通訊實現。

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，協助教師根據學校實際情況，開設相應課程。滿足教學需求。滿足針對高職的智能網聯車課程，主要包括以下內容：

智能網聯汽車概述

智能網聯汽車環境感知技術

智能網聯汽車決策與控制技術

智能網聯汽車底盤線控技術

智能網聯汽車車聯網技術

智能網聯汽車信息安全技術

智能網聯汽車測試技術

智能網聯汽車未來發展趨勢分析

目前，已經推出課程為：《智能網聯車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網聯車功能應用與測試》。

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，智能網聯車技術師資培訓、項目研發，大賽訓練場所等相關功能。

四、場地規劃

根據學校實際情況，提供實驗實訓室場地規劃與設計，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、教學區、存放維護區。

1、功能演示區

主要功能為各類智能網聯車輛的功能演示與測試提供場地環境。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聯車功能演示。室外封閉環境主要根據外部真實環境，供新能源車輛（低速、乘用車）進行智能網聯車功能演示。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

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

教學區主要設備推薦：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

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、室內小型智能網聯車教學平臺

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聯車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）室內小型智能網聯車教學平臺（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

《智能網聯車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網聯車功能應用與測試》。

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有的智能網聯汽車，在保證安全的前提下，可完成所有智能網聯車的實訓功能。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

《智能網聯車概論》、《智能傳感器的應用與檢測》、《智能網聯車功能應用與測試》。

3、傳感器套件

為方便教學和研發任務，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聯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：GPS、GNSS 差分定位系統；慣性導航；

計算平臺：I7工業控制器

4、教學軟件

ICV教學軟件是專為智能網聯車教育開發的教學軟件，根據智能網聯車各功能模塊，開發出可以用于功能演示，狀態檢測、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。目前，列入開發計劃是功能為智能網聯功能。

六、實驗實訓室課程介紹

1、智能網聯車概論

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聯汽車的新發展、新成果，對智能網聯汽車技術涉及的***內容進行全面的介紹。主要包括智能網聯汽車的產生與發展、智能網聯汽車的體系結構、智能網聯汽車環境感知技術、智能網聯汽車定位導航技術、智能網聯汽車路徑規劃技術、智能網聯汽車運動控制方法、智能網聯汽車一體化設計方法和智能網聯汽車發展面臨的機遇與挑戰等內容。理論聯系實際，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。

智能網聯車概論課程可分為PDF文字版，以及視頻教學短片兩種形式。可開發的實驗實訓內容包括：出臺輔助駕駛功能講解、智能網聯車技術原理講解等；

2、智能網聯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聯相關傳感器原理，了解智能網聯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，以及在智能網聯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、智能網聯車功能應用與測試

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聯車開發測試與產品測試工作而設計開發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聯車的主要功能，掌握智能網聯車主要功能的測試方法，了解智能網聯汽車自動駕駛功能測試評價規程，具備智能網聯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、自適應巡航系統、車輛前碰撞預警及緊急主動制動系統、車道偏離預警及保持系統、GPS導航系統、激光雷達環境感知、路徑規劃及行駛。

4、其他課程

課程包括《智能車網聯技術應用與測試》、《數據標定方法與應用》、《智能網聯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聯車技術培訓。