汽车智能技术与应用教学标准

《汽车智能技术与应用》课程技教学标准课程名称：汽车智能技术与应用课程编码：B460702320C课程类型：职业课总学时数/学分数：72课程所属系、部：汽车工程学院制定人：审核人：批准人：发布日期：2024年7月23日一、课程性质与任务(一)课程性质本课程《汽车智能技术与应用》是面向汽车智能化与网联化发展趋势的一门专业核心课程。它系统地介绍了无人驾驶汽车的关键技术，包括传感器技术、环境感知与路径规划算法、智能决策与控制策略、线控底盘系统、导航定位技术、ADAS辅助驾驶系统以及智能座舱与车载计算平台等关键技术。通过本课程的学习，学生能掌握智能网联汽车的基本工作原理、关键技术和应用。此外，课程还注重培养学生的创新思维和实际动手能力，通过项目实践、实验课程及企业实习等方式，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题中，提升其综合素质和专业能力，为未来从事智能网联汽车相关工作奠定坚实基础。(二)课程特点以真实的智能网联汽车系统开发为导向，设置相应的项目任务，引导学生深入探讨相关技术。邀请企业专家参与课程设计与教学实施，增强课程的实践性和针对性。理论教学与实践操作相结合，加强学生动手实践能力的培养。紧跟智能网联汽车技术的最新发展动态，及时更新教学内容，培养学生的创新思维。(三)与本课程相关课程1.前续学习理论课程：《汽车电工电子技术》、《新能源汽车电气技术》、《自动控制理论》、《传感器原理与应用》等。2.前续应学习的实践课程：《新能源汽车构造与维修》、《新能源汽车电器与电子控制系统检测》等。3.后续发展课程：《智能网联汽车故障诊断与维修》、《车联网技术与应用》等。(四)本课程的的任务通过本课程的学习，使学生掌握智能网联汽车的基本工作原理、关键技术和应用，培养学生在智能化、网联化、自动驾驶等领域的专业技能，为从事智能网联汽车相关工作奠定基础。主要任务包括：了解智能网联汽车的定义、标准和发展趋势。掌握无人驾驶汽车的关键传感器技术及其在环境感知中的应用。学习智能驾驶决策与控制的算法原理和实现方法。了解底盘线控系统的工作原理及常见故障维修。掌握车载导航定位系统的技术原理及高精度地图的应用。了解ADAS辅助驾驶系统的工作原理及维修方法。了解智能座舱与车载计算平台的技术特点及应用。掌握车载嵌入式操作系统的基本架构和应用。(五)通过本课程的学习学生应达到以下基本要求能够理解智能网联汽车的基本概念、发展现状和未来趋势。掌握无人驾驶汽车的关键传感器技术及其在环境感知中的应用。了解智能驾驶决策与控制算法的基本原理和实现方法。熟悉底盘线控系统的工作原理及常见故障维修方法。掌握车载导航定位系统的技术原理及高精度地图的应用。了解ADAS辅助驾驶系统的工作原理及维修方法。了解智能座舱与车载计算平台的技术特点及应用。掌握车载嵌入式操作系统的基本架构和应用。具备从事智能网联汽车相关工作的基础技能。二、参考学时1.总课时：482.理论课时：323.综合实训课时：16三、设计思路本课程按照智能网联汽车关键技术的逻辑顺序，设置了9个学习情境，包括智能网联汽车技术概述、传感器技术、环境感知与路径规划、驾驶决策与控制、底盘线控系统、导航定位技术、ADAS系统、智能座舱与车载计算平台、车载嵌入式操作系统等内容。在理论教学部分，采用项目驱动的教学模式，以真实的智能网联汽车系统开发为导向，设置相应的项目任务,引导学生深入探讨相关技术。在实践教学部分,安排相应的实训项目,如传感器标定、环境感知与目标检测算法实现、车辆控制策略设计、底盘线控系统维修、导航定位系统集成、V2X通信等,培养学生的动手能力。在教学过程中,注重理论与实践的有机结合,并邀请行业专家参与课程设计与教学实施,增强课程的实践性和针对性。同时,也注重前沿技术的更新,及时调整教学内容,培养学生的创新思维。四、内容纲要（一）学习情境1、能网联汽车技术介绍（1）教学内容：智能网联汽车的基本定义及其特点。无人驾驶汽车的智能等级划分标准。国内外智能网联汽车标准法规的制定。我国智能网联汽车技术发展的三大方向:智能化、网联化和共享化。（2）知识要求：理解智能网联汽车的概念,掌握其主要特点。熟悉无人驾驶汽车的智能等级划分标准。了解国内外智能网联汽车标准法规的制定情况。掌握我国智能网联汽车技术发展的三大方向及其内涵。（3）技能要求：能够分析智能网联汽车的技术特点及其发展趋势。能够运用无人驾驶汽车智能等级划分标准进行技术分析。能够查阅并理解国内外智能网联汽车的相关标准法规。能够就我国智能网联汽车技术发展提出合理建议。（二）学习情境2、无人驾驶汽车传感器技术（1）教学内容能够掌握传感器、曲轴位置传感器、线性节气门位置传感器、车身高度传感器、进气压力传感器、发动机冷却液温度传感器、氧传感器、空气流量传感器在无人驾驶汽车中的应用原理与维修。能够掌握MENS惯性传感器、摄像头在无人驾驶汽车中的应用原理与方法。能够掌握听觉传感器在无人驾驶汽车中的应用原理与方法。（2）知识要求对各类传感器的基本原理和工作机制有深入理解。熟悉传感器在无人驾驶系统中的具体应用场景和优化策略。理解传感器数据的处理和整合，以实现车辆智能决策和自主操作能力。（3）技能要求能够评估不同传感器在特定场景下的性能和适用性。具备传感器数据处理和融合的能力，提高无人驾驶汽车的环境感知和安全性能。能够进行传感器的标定和调试，确保传感器系统的稳定性和精度。（三）学习情境3、雷达传感器在无人驾驶汽车的应用（1）教学内容超声波雷达结构与原理。毫米波雷达结构与原理。激光雷达结构、原理与标定方法。（2）知识要求理解超声波雷达在无人驾驶汽车中的基本原理及其应用场景。掌握不同种类车载毫米波雷达的特点与工作原理，能够比较其优缺点。理解毫米波雷达在无人驾驶汽车中的校准与标定方法，以确保其精准度和稳定性。熟悉车载激光雷达在不同应用场景下的特点和限制。掌握激光雷达工作原理及其如何通过标定来提高检测精度。（3）技能要求能够分析超声波雷达在低速环境下的优势与适用性。能够使用毫米波雷达的工作原理进行技术评估，为具体应用场景选择合适的雷达类型。具备毫米波雷达校准与标定的实际操作能力，以确保雷达数据的准确性和可靠性。能够评估激光雷达在复杂环境中的性能表现，并提出优化方案。能够通过激光雷达的标定过程，提高其在不同距离和光照条件下的探测精度。（四）学习情境4、智能汽车驾驶感知与路径规划（1）教学内容智能汽车环境感知技术原理和实现方法及其在智能汽车中的应用。主流深度学习算法的原理、实现方法和应用。无人驾驶汽车中目标检测算法。无人驾驶汽车路径规划的基本原理和方法。智能汽车协同定位的基本原理和方法。基于多传感器融合的目标跟踪技术。（2）知识要求：掌握智能汽车环境感知的基本原理和技术工作原理实现方法。掌握深度学习的基本原理和主要算法。掌握目标检测的基本原理和算法。掌握路径规划的基本理论和算法。熟悉动态环境下的路径规划算法。掌握协同定位和目标跟踪的基本理论。了解多传感器融合定位和跟踪的原理。（3）技能要求：能够实现传感器数据融合,提高环境感知的鲁棒性和准确性。能够利用深度学习算法实现目标检测、语义分割等功能。能够优化目标检测算法,提高检测精度和实时性。能够根据车辆动力学和环境信息优化路径规划。能够实现车载目标跟踪功能,提高定位精度。（五）学习情境5、无人驾驶决策与控制（1）教学内容汽车驾驶行为预测自由度力学模型车辆横向与纵向控制（2）知识要求：理解无人驾驶系统如何进行驾驶行为预测，并能区分不同行为预测算法的特点。掌握无人驾驶汽车的自由度力学模型，能够解释其在路径规划和控制中的作用。熟悉无人驾驶车辆的横向与纵向控制技术，能够分析其面临的技术挑战及解决方案。（3）技能要求：能够评估和比较不同的汽车驾驶行为预测算法，并应用于实际驾驶场景中。能够建立和优化无人驾驶汽车的自由度力学模型，以提高驾驶系统的性能和稳定性。能够设计和调试横向与纵向控制算法，解决无人驾驶汽车在复杂交通环境中的动态驾驶问题。（六）学习情境6、底盘线控系统（1）教学内容线控制动系统结构、工作原理及常见故障维修方法。汽车线控转向系统结构、工作原理及常见故障维修方法。线控驱动系统结构、工作原理及常见故障维修方法。线控悬架系统结构、工作原理及常见故障维修方法。（2）知识要求：理解底盘线控系统的概念及其在汽车中的作用。掌握线控制动系统、线控转向系统、线控驱动系统和线控悬架系统的结构和工作原理。能够识别和描述底盘线控系统常见的故障现象及其可能的原因。熟悉汽车底盘线控系统维修的基本流程和注意事项。（3）技能要求：能够分析底盘线控系统在汽车运行中的重要性和优势。具备使用技术手册和维修指南的能力，能够进行线控系统的故障诊断和维修。能够应对线控系统常见故障并提出有效的解决方案。能够就底盘线控系统的改进和优化提出建议，以提升汽车性能和驾驶安全性。（七）学习情境7、汽车导航与高精地图（1）教学内容基于卫星定位技术的导航系统、汽车导航技术的类型。卫星通讯与定位方法。惯性导航定位的作用与结构组成与应用原理。卡尔曼滤波器与融合定位技术在自动驾驶的应用。车载GPS导航系统作用与结构组成与常见故障维修。高精度地图的作用与原理、采集与生产、应用方法。（2）知识要求：理解基于卫星定位技术的导航系统的原理及其应用。熟悉惯性导航定位技术的作用、结构组成及其在自动驾驶中的应用。掌握车载GPS导航系统的结构及其工作原理。了解高精度地图的作用、原理及其在智能网联汽车中的应用。（3）技能要求：能够分析不同类型的汽车导航技术及其优缺点。能够应用惯性导航与卫星定位技术进行汽车导航定位。能够诊断并维修汽车导航系统的常见故障。能够进行高精度地图的采集、生产和应用分析。（八）学习情境8、ADAS系统技术应用与维修（1）教学内容预警类辅助驾驶系统原理、功能、工作原理和常见故障及其维修方法。控制类ADAS系统的主要功能、工作原理和常见故障及其维修方法。（2）知识要求：理解ADAS系统的基本概念和功能，掌握其在智能网联汽车中的应用。熟悉预警类辅助驾驶系统的主要功能、工作原理及其常见故障的维修方法。了解控制类辅助驾驶系统的主要功能、工作原理及其常见故障的维修方法。掌握ADAS技术在智能网联汽车中的整体作用及其发展趋势。（3）技能要求：能够分析ADAS系统的技术特点及其在智能网联汽车中的应用价值。能够运用预警类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。能够运用控制类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。能够根据实际案例提出ADAS系统在应用中的改进建议和解决方案。（九）学习情境9、智能座舱与车载计算平台（1）教学内容人机交互定义和重要性。智能座舱主要技术手段和实现方式。抬头显示系统基本原理和作用。智能座椅的功能特点与应用。智能座舱的整体架构、设计理念与应用。车载计算平台基本组成与应用。V2X在无人驾驶汽车与智能交通系统中的应用（2）知识要求：理解智能座舱与车载计算平台的概念及其在智能汽车中的作用。掌握人机交互、抬头显示系统、智能座椅、智能座舱和车载计算平台的基本技术原理。理解智能座舱技术对驾驶员体验和汽车安全性的影响。熟悉智能座舱及车载计算平台在汽车行业中的最新发展趋势和应用场景。能够了解V2X在无人驾驶汽车与智能交通系统中的应用（3）技能要求：能够分析和评估不同人机交互技术在智能座舱中的实际应用效果。具备设计和优化智能座椅功能的能力，考虑到健康监测和舒适性要求。能够评估并选择适合特定汽车类型的抬头显示系统。能够了解V2X在无人驾驶汽车与智能交通系统中的应用。（十）学习情境10、车载嵌入式操作系统应用（1）教学内容Linux操作系统在智能网联汽车中的应用。ROS操作系统在智能网联汽车中的应用。Rviz3D图形可视化工具的应用。（2）知识要求：掌握Linux内核的基本结构和工作原理。熟悉Linux驱动程序的开发与应用。理解Android框架在车载信息娱乐系统中的应用及其架构。熟悉ROS操作系统在智能网联汽车中的应用。掌握ROS操作系统的基本架构和工作机制。理解ROS操作系统在无人驾驶汽车中的具体应用。熟悉Rviz3D图形可视化工具的使用及其在ROS系统中的作用。（3）技能要求：能够应用和调试Linux驱动程序。能够搭建和配置ROS操作系统环境。能够使用Rviz工具进行3D图形可视化和调试。能够查阅并理解车载嵌入式操作系统的相关技术文档和标准。能够查阅和解读Linux和ROS系统的技术文档。五、技能考核要求本课程采用过程性考核与结果性考核相结合的方式进行考核评价。过程性考核包括课堂表现、实训操作、课程设计等;结果性考核包括期末理论考试、技能考核等。注重培养学生的实践动手能力,体现工学结合的教学理念。六、实施建议理论教学与实践教学相结合,在校内教室和实训室进行。采用项目驱动的教学模式,以真实的智能网联汽车系统开发为导向,设置相应的项目任务。注重前沿技术的更新,及时调整教学内容,培养学生的创新思维。充分利用校内外实训资源,组织学生参加技能大赛等实践活动。具体内容及学时分配：周学时4时。总学时48左右。具体安排如下：汽车智能技术与应用学习情境表学习情境名称学时学习目标技能特点理论技能社会学习情境1、智能网联汽车技术介绍41.能够说出智能网联汽车与车联网的技术特征与定义2.能够解释我国与美国智能网联汽车智能等级的要求3.能够知道我国智能网联汽车技术发展方向4.能够说出我国汽车智能化技术的发展要求5.能够说出我国汽车网联化技术的发展要求6.能够知道我国汽车共享技术的发展要求1.能够分析智能网联汽车的技术特点及其发展趋势。2.能够运用无人驾驶汽车智能等级划分标准进行技术分析。3.能够查阅并理解国内外智能网联汽车的相关标准法规。4.能够就我国智能网联汽车技术发展提出合理建议。职业道德团队协作语言表达1.学会分析智能网联汽车的技术特点及其发展趋势。2.学会运用无人驾驶汽车智能等级划分标准进行技术分析。3.学会查阅并理解国内外智能网联汽车的相关标准法规。学习情境2、无人驾驶汽车传感器技术21.能够说出各类车载常用传感器的技术原理与检修的方法2.能够解释视觉传感器的类型与工作原理3.能够说出惯性传感器的类型与工作原理4.能够解释声音感知与音频识别的技术原理1.能够评估不同传感器在特定场景下的性能和适用性。2.具备传感器数据处理和融合的能力，提高无人驾驶汽车的环境感知和安全性能。3.能够进行传感器的标定和调试，确保传感器系统的稳定性和精度。职业道德团队协作语言表达1.学会评估不同传感器在特定场景下的性能和适用性。2.知道传感器数据处理和融合的方法。3.掌握对传感器引起的常见故障进行检查与排除学习情境3、雷达传感器在无人驾驶汽车的应用81.能够说出超声波雷达的类型与工作原理2.能够说出毫米波雷达的类型与工作原理3.能够掌握毫米波雷达的标定方法4.能够说出激光雷达的类型与工作原理5.能够掌握激光雷达的标定方法1.能够分析超声波雷达在低速环境下的优势与适用性。2.能够使用毫米波雷达的工作原理进行技术评估，为具体应用场景选择合适的雷达类型。3.具备毫米波雷达校准与标定的实际操作能力，以确保雷达数据的准确性和可靠性。4.能够评估激光雷达在复杂环境中的性能表现，并提出优化方案。5.能够通过激光雷达的标定过程，提高其在不同距离和光照条件下的探测精度。职业道德团队协作语言表达1.学会分析超声波雷达的实际应用与常见问题的检查方法。2.学会毫米波雷达的技术评估、毫米波雷达校准与标定的实际操作方法，以确保雷达数据的准确性和可靠性。4.学会评估激光雷达的技术性能评估，并提出优化方案。5.学会激光雷达的标定过程，提高其在不同距离和光照条件下的探测精度，确保传感器系统的稳定性和精度。学习情境4、智能汽车驾驶感知与路径规划41.能够说出无人驾驶汽车对驾驶环境的感知的技术原理。2.能够解释无人驾驶汽车信息融合的原理与方法。3.能够解释深度学习算法对图像处理的技术原理与方法。4.能够说出无人驾驶汽车目标检测的技术原理与方法。5.能够说出无人驾驶汽车路径规划的技术原理与方法。6.能够说出无人驾驶汽车智能定位与跟踪的方法。1.能够实现传感器数据融合,提高环境感知的鲁棒性和准确性。2.能够利用深度学习算法实现目标检测、语义分割等功能。3.能够优化目标检测算法,提高检测精度和实时性。4.能够根据车辆动力学和环境信息优化路径规划。5.能够实现车载目标跟踪功能,提高定位精度。职业道德团队协作语言表达1.掌握传感器数据融合方法,提高环境感知的鲁棒性和准确性。2.知道深度学习算法实现目标检测、语义分割等功能的方法。3.了解优化目标检测算法的方法,提高检测精度和实时性。4.知道车辆动力学和环境信息优化路径规划的方法，提高定位精度。学习情境5、无人驾驶决策与控制41.能够说出无人驾驶汽车驾驶行为预测的技术原理2.能够解释自由度力学模型的作用与原理3.能够说出无人驾驶汽车横向控制的工作原理与方法4.能够说出无人驾驶汽车纵向控制的工作原理与方法1.能够评估和比较不同的汽车驾驶行为预测算法，并应用于实际驾驶场景中。2.能够建立和优化无人驾驶汽车的自由度力学模型，以提高驾驶系统的性能和稳定性。3.能够设计和调试横向与纵向控制算法，解决无人驾驶汽车在复杂交通环境中的动态驾驶问题。职业道德团队协作语言表达1.学会评估和比较不同的汽车驾驶行为预测算法。2.学会建立和优化无人驾驶汽车的自由度力学模型的方法，以提高驾驶系统的性能和稳定性。学习情境6、底盘线控系统81.能够掌握线控制动系统技术原理与常见故障的维修方法2.能够掌握线控转向系统技术原理与常见故障的维修方法3.能够掌握线控换挡系统技术原理与常见故障的维修方法4.能够掌握线控油门系统技术原理与常见故障的维修方法5.能够掌握线控悬架系统技术原理与常见故障的维修方法1.能够分析底盘线控系统在汽车运行中的重要性和优势。2.具备使用技术手册和维修指南的能力，能够进行线控系统的故障诊断和维修。3.能够应对线控系统常见故障并提出有效的解决方案。4.能够就底盘线控系统的改进和优化提出建议，以提升汽车性能和驾驶安全性。职业道德团队协作语言表达1.学会分析底盘线控系统在汽车运行中的重要性和优势。2.学会使用技术手册和维修指南的能力，学会进行线控系统的故障诊断和维修。3.学会对线控系统常见故障并提出有效的解决方案。学习情境7、汽车导航与高精地图41.能够说出汽车导航技术的类型与卫星导航定位方法2.能够解释惯性导航系统结构类型与导航原理3.能够解释卡尔曼滤波器惯性导航系统4.能够掌握车载GPS导航系统结构组成与常见故障处理方法5.能够知道高精度地图技术原理与生产的方法1.能够分析不同类型的汽车导航技术及其优缺点。2.能够应用惯性导航与卫星定位技术进行汽车导航定位。3.能够诊断并维修汽车导航系统的常见故障。4.能够进行高精度地图的采集、生产和应用分析。职业道德团队协作语言表达1.学会分析不同类型的汽车导航技术及其优缺点。2.知道惯性导航与卫星定位技术进行汽车导航定位方法。3.学会诊断并维修汽车导航系统的常见故障。4.学会高精度地图的采集、生产和应用分析的方法。学习情境8、ADAS系统技术应用与维修81.能够掌握前向碰撞预警系统结构原理与常见故障维修方法2.能够掌握车道偏离警告系统结构原理与常见故障维修方法3.能够掌握盲点预警系统结构原理与常见故障维修方法4.能够掌握疲劳驾驶预警系统结构原理与常见故障维修方法5.能够掌握自适应巡航控制系统结构原理与常见故障维修方法6.能够掌握自动泊车系统结构原理与常见故障维修方法7.能够掌握自动紧急刹车系统结构原理与常见故障维修方法8.能够掌握车道保持辅助系统结构原理与常见故障维修方法1.能够分析ADAS系统的技术特点及其在智能网联汽车中的应用价值。2.能够运用预警类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。3.能够运用控制类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。4.能够根据实际案例提出ADAS系统在应用中的改进建议和解决方案。职业道德团队协作语言表达1.学会运用预警类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。2.学会运用控制类辅助驾驶系统的原理进行故障诊断和维修。3.学会根据实际案例提出ADAS系统在应用中的改进建议和解决方案。学习情境9、智能座舱与车载计算平台21.能够说出人机交互的技术原理与交互方法2.能够掌握抬头显示系统技术原理与常见故障处理方法3.能够说出智能座椅技术原理与常见故障处理方法4.能够说出智能座舱技术结构与工作原理5.能够说出车载智能计算平台技术结构与工作原理6.能够了解V2X在无人驾驶汽车与智能交通系统中的应用1.能够分析和评估不同人机交互技术在智能座舱中的实际应用效果。2.具备设计和优化智能座椅功能的能力，考虑到健康监测和舒适性要求。3.能够评估并选择适合特定汽车类型的抬头显示系统。4.能够了解V2X在无人驾驶汽车与智能交通系统中的应用。职业道德团队协作语言表达1.学会分析和评估不同人机交互技术在智能座舱中的实际