《無人駕駛技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《無人駕駛技術(shù)與應(yīng)用》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱無人駕駛技術(shù)與應(yīng)用UnmannedDrivingTechnologyandApplication課程編碼MEE222521020開課院部機(jī)電工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)新能源汽車方向教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時36講授24實(shí)驗(yàn)12上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)車輛工程授課語言中文先修課程課程簡介（限選）（本課程主要適用于車輛工程專業(yè)的學(xué)生。近年來無論是在民用領(lǐng)域還是在國防安全領(lǐng)域，無人駕駛車輛技術(shù)都得到了廣泛的關(guān)注和迅猛的發(fā)展，它能夠?qū)槿藗兊某鲂邪踩峁┍憷?，為?jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出貢獻(xiàn)，同時在加強(qiáng)國防安全領(lǐng)域方面具有重要意義。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握無人駕駛技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，掌握無人駕駛車輛的環(huán)境感知技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)以及路徑規(guī)劃和跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)，并了解無人駕駛車輛的設(shè)計(jì)與測試等內(nèi)容。通過本門課程使學(xué)生掌握無人駕駛車輛技術(shù)的相關(guān)知識和一定的技能要求，擴(kuò)大知識面，培養(yǎng)和提高綜合素質(zhì)。）(Thiscourseismainlyapplicabletostudentsmajoringinvehicleengineering.Inrecentyears,nomatterinthecivilfieldorinthefieldofnationaldefensesecurity,unmannedvehicletechnologyhasreceivedextensiveattentionandrapiddevelopment.Itcanprovideconvenienceforpeople'stravelsafety,itisofgreatsignificancetomakecontributionstoeconomicandsocialdevelopmentandatthesametimetostrengthenthefieldofnationaldefenseandsecurity.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandandmasterthedevelopmentstatusandtrendofunmanneddrivingtechnology,mastertheenvironmentalperceptiontechnologyofunmannedvehicles,navigationtechnology,pathplanningandtrackingandotherkeytechnologies,andunderstandthedesignandtestingofunmannedvehicles.Throughthiscourse,studentscanmastertherelevantknowledgeandcertainskillrequirementsofunmannedvehicletechnology,expandtheirknowledge,andcultivateandimprovetheircomprehensivequality.)負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握汽車無人駕駛技術(shù)的概述和基礎(chǔ)知識是1.1,1.21.1,1.22M2目標(biāo)2：掌握無人駕駛車輛的關(guān)鍵技術(shù)是2.3,3.2,7.12.3,3.2,7.13M3目標(biāo)3：了解無人駕駛車輛的設(shè)計(jì)與測試是6.2,6.3,7.16.2,6.3,7.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章第一章無人駕駛技術(shù)概述本章重點(diǎn)難點(diǎn)：講述無人駕駛技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及社會屬性，并講解無人駕駛車輛的主要結(jié)構(gòu)組成。////21.11.1無人駕駛技術(shù)的發(fā)展概述本節(jié)以代表性事件為例，講述國內(nèi)和國外在無人駕駛車輛領(lǐng)域的發(fā)展歷程。M11講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料31.21.2無人駕駛技術(shù)的社會屬性本節(jié)講述無人駕駛車輛的應(yīng)用前景，包括車輛在智能交通、礦區(qū)和園區(qū)等區(qū)域、國防安全領(lǐng)域等方面的功能應(yīng)用。M11講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料41.31.3無人駕駛車輛主要構(gòu)成本節(jié)講述無人駕駛車輛總體結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)方案M1,M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料5第二章第二章無人駕駛車輛環(huán)境感知技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：講述無人駕駛車輛的環(huán)境感知技術(shù)，包括有常用環(huán)境感知傳感器的類型和基本原理，以及道路線、交通信號和前方車輛的檢測技術(shù)。////62.12.1常用的感知傳感器本節(jié)講述激光雷達(dá)，微波雷達(dá)，視覺、超聲傳感器等常用環(huán)境傳感器的基本原理和應(yīng)用。1講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料72.22.2道路線及交通信號等檢測技術(shù)本節(jié)講述在結(jié)構(gòu)化道路檢測中常用的基本假設(shè)和車道線檢測技術(shù)，以及在復(fù)雜背景環(huán)境下的交通信號燈檢測技術(shù)。M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料82.3前方車輛的檢測技術(shù)本節(jié)講述車載視覺與其他傳感器相融合進(jìn)而用于前方車輛檢測的技術(shù)。M1,M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料9第三章第三章無人駕駛導(dǎo)航技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：講述常用的無人駕駛車輛定位導(dǎo)航技術(shù)，如衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、航跡推算定位技術(shù)等等，并講述網(wǎng)絡(luò)差分定位技術(shù)、視覺定位技術(shù)等近年來較為先進(jìn)的技術(shù)。////103.13.1GPS的導(dǎo)航定位技術(shù)本節(jié)以應(yīng)用廣泛的GPS系統(tǒng)為例，講述它的基本定位原理和定位特性。1講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料113.23.2GPS和DR的組合導(dǎo)航定位技術(shù)本節(jié)講述GPS和DR的組合導(dǎo)航定位技術(shù)，二者有著良好的互補(bǔ)性，充分利用二者在定位信息的互補(bǔ)性能夠獲得比單獨(dú)使用一種方法時都要搞的定位精度和可靠性。M2,M32講授2自主學(xué)習(xí)、整理資料123.33.3視覺定位技術(shù)本節(jié)講述在視覺定位技術(shù)中最常見的視覺里程計(jì)（VO）和視覺SLAM技術(shù)，通過視覺來定位的方法更加直接，定位也更加準(zhǔn)確。M1,M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料13第四章第四章無人駕駛車輛的路徑規(guī)劃及跟蹤本章重點(diǎn)難點(diǎn)：講述路徑規(guī)劃及跟蹤技術(shù)的基本原理、功能和環(huán)境地圖表示方法、算法，還介紹了縱向和橫向的路徑跟蹤技術(shù)。////144.14.1路徑規(guī)劃及跟蹤技術(shù)概述本節(jié)從功能和分類上對路徑規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了概述，并對跟蹤技術(shù)的基本方法進(jìn)行了闡述。1講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料154.24.2環(huán)境地圖表示方法及算法本節(jié)講述了度量地圖表示法和拓?fù)涞貓D表示法等多種環(huán)境地圖表示方法的基本原理，并介紹了Dijkstra算法、經(jīng)典A*算法和RRT算法等多種常用算法。M2,M32講授2自主學(xué)習(xí)、整理資料164.3縱向及橫向路徑跟蹤本節(jié)講述了阿克曼轉(zhuǎn)向車輛以及速差轉(zhuǎn)向車輛運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及其路徑跟蹤控制等方面技術(shù)。M1,M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料17第五章第五章無人駕駛車輛設(shè)計(jì)和測試本章重點(diǎn)難點(diǎn)：講述無人駕駛車輛的功能需求、總體設(shè)計(jì)和其分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并介紹了無人駕駛車輛的仿真測試技術(shù)。////185.15.1無人駕駛車輛的功能設(shè)計(jì)本節(jié)講述在無人駕駛車輛設(shè)計(jì)是功能需求的分析方法和思路，并介紹了合理體系結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)。1講授1自主學(xué)習(xí)、整理資料195.25.2各功能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本節(jié)以底層系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和路徑規(guī)劃系統(tǒng)為例講述了分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法。M2,M32講授2自主學(xué)習(xí)、整理資料205.35.3無人駕駛車輛的仿真測試本節(jié)講述應(yīng)用PanoSim、Prescan、Simulink等軟件進(jìn)行無人駕駛車輛的仿真測試。M1,M2,M32講授、討論2自主學(xué)習(xí)、整理資料四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨(dú)立完成評分。3.考核學(xué)生對基本知識的掌握能力和學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。25%2實(shí)驗(yàn)1.本課程12個學(xué)時實(shí)驗(yàn)，共3次實(shí)驗(yàn)。2.成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評分。3.考核學(xué)生對無人駕駛車輛技術(shù)知識的應(yīng)用能力。15%3期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。60%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)25%A-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力得到很大提升。B-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力有所提升。C-實(shí)驗(yàn)總結(jié)內(nèi)容不完整，自身綜合能力提升較少。2M1實(shí)驗(yàn)15%按時提交實(shí)驗(yàn)報告，內(nèi)容完整、充實(shí)3M1期末考試60%見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)4M2平時作業(yè)25%A-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力得到很大提升。B-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力有所提升。C-實(shí)驗(yàn)總結(jié)內(nèi)容不完整，自身綜合能力提升較少。5M2實(shí)驗(yàn)15%按時提交實(shí)驗(yàn)報告，內(nèi)容完整、充實(shí)6M2期末考試60%見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)7M3平時作業(yè)25%A-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力得到很大提升。B-按時提交實(shí)驗(yàn)總結(jié)，自身綜合能力有所提升。C-實(shí)驗(yàn)總結(jié)內(nèi)容不完整，自身綜合能力提升較少。8M3實(shí)驗(yàn)15%按時提交實(shí)驗(yàn)報告，內(nèi)容完整、充實(shí)9M3期末考試60%見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[M,N]=[80-100,0-79]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|無人駕駛,胡迪·利普森,梅爾芭·庫曼,上海文匯出版社,2017.2圖書|無人駕駛:未來