《智能汽车与交通》课程教学大纲

《智能汽车与交通》教学大纲一、课程基本信息课程名称智能汽车与交通SmartCarsandTransportation课程编码MEE223021020开课院部机电工程学院课程团队新能源汽车方向教学团队学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时34适用专业车辆工程授课语言中文先修课程电工电子学、汽车理论、车辆结构与设计、汽车电子控制技术课程简介（限选）智能汽车与交通是面向车辆工程专业学生开设的课程，本课程是汽车理论方向的专业选修课程。智能汽车与交通是许多高新技术综合集成的载体。智能车辆具有广阔的应用前景，将成为交通工具发展的必然趋势，吸引着越来越多的研究机构和汽车厂商的兴趣，也是目前研究方兴未艾的智能交通系统研究的重要部分。主要教学内容包括：智能汽车与交通的发展历史与现状，智能汽车的主动安全技术、智能汽车的导航技术、智能汽车的无人驾驶技术，城市智能交通管理系统、智能车路合作系统等。本课程涵盖了智能汽车和交通方面的关键技术，结合各国当前的应用实例分析力求对智能车辆所涉及的有关知识进行较详细的介绍。通过本课程的学习，使学生对智能车辆的内容和知识有一个全面的了解，开拓知识面，奠定从事智能汽车与交通研发的基本能力，培养学生挑战边缘技术和前沿技术的意识和潜力。Theeintelligentautomobileandtransportationisacourseforstudentsmajoringinvehicleengineering.Thiscourseisaprofessionalelectivecourseinthedirectionofautomobiletheory.Intelligentvehiclesandtransportationarethecarriersofcomprehensiveintegrationofmanyhighandnewtechnologies.Intelligentvehicleshavebroadapplicationprospectsandwillbecomeaninevitabletrendinthedevelopmentofvehicles,attractingtheinterestofmoreandmoreresearchinstitutionsandautomobilemanufacturers,itisalsoanimportantpartoftheresearchonintelligenttransportationsystem,whichiscurrentlyintheascendant.Themainteachingcontentsinclude:thedevelopmenthistoryandcurrentsituationofintelligentvehiclesandtransportation,theactivesafetytechnologyofintelligentvehicles,thenavigationtechnologyofintelligentvehicles,andthedriverlesstechnologyofintelligentvehicles,urbanintelligenttrafficmanagementsystem,intelligentvehicle-roadcooperationsystem,etc.Thiscoursecoversthekeytechnologiesofintelligentvehiclesandtransportation,andcombinesthecurrentapplicationexamplesofvariouscountriestoanalyzetherelevantknowledgeinvolvedinintelligentvehiclesindetail.Throughthestudyofthiscourse,studentscanhaveacomprehensiveunderstandingofthecontentandknowledgeofintelligentvehicles,expandtheirknowledge,andlaythebasicabilitytoengageinresearchanddevelopmentofintelligentvehiclesandtransportation,cultivatestudents'awarenessandpotentialtochallengeedgetechnologiesandcutting-edgetechnologies.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解智能汽车与交通的基本概念、产生和发展，了解智能汽车与交通的研究方向，关键技术及其研究意义。是1.31.32M2目标2：具备应用数学，物理、电工电子学、力学等相关知识对智能汽车与交通系统建模与分析的能力，具备使用技术资料的能力。是2.12.13M3目标3：能够设计实验方案、进行实验、分析与解释数据，培育认识和发现问题的能力和团队协作解决工程问题的能力是4.24.24M4目标4：能保障课程正常秩序否三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章绪论本章重点：智能汽车关键技术，智能交通组成，体系框架本章难点：智能汽车的关键技术、ITS体系框架的物理及逻辑框架。M1////21.11.1智能汽车的发展历史和现状了解智能汽车的基本概念、基本功能和发展历史，了解目前智能汽车的关键技术。M11讲授（图片，动画演示）1查阅文献31.21.2智能交通系统（ITS）的基本概念了解智能交通系统的定义，掌握智能交通系统的组成，领会各子系统的内涵和相互关系。M10.5讲授（图片）0.5自学领悟41.31.3智能交通系统的研究和开发现状了解智能交通系统的主要研究内容，概述世界ITS的研究现状、我国ITS的研究现状、我国ITS的发展框架体系。M10.5讲授（讨论总结）0.5查阅文献5第2章第2章智能汽车主动安全技术本章重点：电子稳定系统，自适应巡航系统本章难点：自适应巡航控制系统M2////62.12.1电子稳定控制系统概述电子稳定控制系统的组成；了解车辆状态的感知方法，建立汽车横向运动学模型，掌握ESP液压调节器的回路图。M21讲授（图片、启发思考，理论推导）1课后作业72.22.2自适应巡航控制系统（ACC）概述ACC系统的组成和基本原理；辨析雷达技术的测量方法，了解长射程雷达和激光雷达原理；掌握基于传感器信息的物体探测和选择方法；辨析车辆速度、跟踪、弯道、加速度调节方式，讨论ACC系统的功能边界。M22讲授（引导分析，讨论）2实例分析82.32.3车道偏离报警系统了解车道偏离报警系统的组成，掌握其工作原理，结合实例分析其应用。M21讲授（引导分析，讨论）1实例分析92.42.4车道保持辅助系统了解车道保持辅助系统的组成，掌握其工作原理，结合实例分析其应用。M21讲授（引导分析，讨论）1实例分析102.52.5汽车并线辅助系统了解汽车并线辅助系统的组成，掌握其工作原理，结合实例分析其应用。M21讲授（引导分析，讨论）1实例分析112.62.6自动泊车辅助系统了解自动泊车辅助系统的组成，掌握其工作原理，结合实例分析其应用。M21讲授（引导分析，讨论）1实例分析12实验1激光雷达物体探测基于RPLIDAR激光雷达在规定区域内实现激光测距，生成平面空间点云，完成实验报告。M32观察测量，程序编写2撰写实验报告13第3章第3章智能汽车导航控制技术本章重点：GPS导航原理，电子地图本章难点：电子地图匹配算法，路线计算方法M2////143.13.1卫星导航系统概论了解常用导航方法的基本类型，区别各导航方法的优缺点和适用场合。了解卫星定位（GPS）导航的发展概况，掌握卫星定位的基本原理，建立导航坐标系和时间系统。M21动画，引导分析1自学领悟153.23.2智能汽车定位导航系统的组成与原理概述车载GPS定位系统的组成，分析各模块的作用；阐明GPS导航系统的组成，掌握GPS定位及导航原理。M22讲授2自学领悟163.33.3电子地图通过实例讲解地图数据的采集、电子地图的分层以及数据库的生成；分析地图与车辆路径的匹配方法，编程实现基于模式识别的地图匹配算法；讨论目标选择方法，阐明路线计算方法，概述路线导引方法和电子地图的更新方法。M22讲授（理论推导，仿真）2课后作业17实验2GPS导航及数据处理利用GPS接收机接收用户所在位置信号，能够利用软件对数据进行分析和处理，掌握静态GPS数据处理过程，包括基线处理和网平差以及精度评定的指标。M32观察测量，程序编写2撰写实验报告18第4章第4章智能汽车自动驾驶技术本章重点：环境感知，路径规划，自主循迹本章难点：路径规划，自主循迹M2////194.14.1自动驾驶关键技术概述自动驾驶汽车的组成，理解其层次化的体系结构，了解各职能模块的关键技术。M21图片，引导分析1自学204.24.2汽车环境感知技术辨析各传感器的原理和工作方式，掌握基于视觉的车道检测、车辆检测、行人检测、交通标志检测和交通信号检测关键技术，结合实例编程实现视觉识别。M21讲授(引导分析)1编程分析214.34.3汽车路径规划技术了解路径规划的步骤，辨析可视图法、栅格法、自由空间法和拓扑法等环境模型建立方法；掌握典型的路径规划算法，了解路径规划中的智能算法。M21讲授（辨析讨论）1工程应用224.44.4自主循迹控制技术区别自主循迹横向及纵向系统的基本架构，了解自主循迹系统的分类。建立汽车转向几何学和动力学模型，探讨其横向控制原理；建立汽车侧向加速度模型、道路宽度模型、循迹误差模型和可容忍误差模型等，结合实例分析无人汽车的开发。M21讲授（理论推导）1自学研究23实验3基于视觉的道路检测以智能车视觉模块为载体，通过图像处理识别道路信息，形成实验报告。M32数据采集，编程处理2撰写实验报告24第5章第5章智能汽车其他技术概述智能汽车的信息通讯技术、避障防撞技术、成员安保技术、人机交互技术、状态检测技术和调度管理技术等。M22动画演示，引导分析2工程应用25第6章第6章城市智能交通管理系统-ATMS辨析智能交通管理系统的含义，了解交通管理系统的功能，总结交通管理系统的特点，分析城市中的典型应用。M2////266.16.1交通监控系统了解监控系统的组成，分析交通监视、电子警察和交通控制系统的工作原理。M21讲授（讨论总结）1自学领悟276.26.2智能收费系统熟悉按照不同的方式进行的分类并掌握各种收费系统的收费特点；熟悉自动收费系统的工作原理；熟悉半自动式收费系统中收费车道的设备。了解收费操作的流程。了解区域收费系统M21.5讲授（动画）1.5工程应用286.36.3交通需求管理概述交通需求管理的目的，分阶段辨析与传统管理方式的异同。M21.5讲授（动画，引导分析）1.5工程应用29第7章第7章智能车路合作系统本章重点：智能车路合作系统的技术体系，通讯网络构建本章难点：通讯网络构建M2////307.17.1概述了解智能车路系统的基本概念，辨析其具体定位，掌握其系统运行原理，总结其系统优势。M21讲授（分析总结）1自学领悟317.27.2智能车路合作系统的技术体系概述其基本组成，分析其感知-处理-综合服务的层次化体系架构，对其关键技术领域深入分析，包括车载智能终端、智能路侧系统、交通信息融合技术和车-车/车-路通讯技术。M22讲授（动画）2工程应用327.37.3智能车路合作系统通讯网络构建概述其通讯系统结构，包括车-车通讯及车-路通讯系统，辨析现有通讯技术的特点及应用范围，理解DSRC通讯技术。实例讲解各国相关应用。M21动画演示，引导分析1工程应用四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对智能汽车与交通基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析和计算题。20%2实验1.本课程6个学时实验，共三次实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生对多种传感器的应用能力，能够根据需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得有效结论。30%3考勤随机点名、刷卡点名等10%4期末考试1、采用面试方式，总分100分。2、面试题目类型：图片解释、概念简答、问题回答、原理讲述、各种框图解释、公式解释、简单分析计算。考核学生对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业40%A-独立按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案基本正确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，题目结果错误。2M3实验100%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故3M1期末考试60%A-图片解释、概念简答、问题回答正确、原理讲述清晰、各种框图解释合理、公式解释正确、能够简单分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握全面，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力很强。B-图片解释、概念简答、问题回答基本全面正确、原理讲述基本清晰、各种框图解释基本合理、公式解释基本正确、基本能够简单分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握比较全面，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力比较强。C-图片解释、概念简答、问题回答较为全面正确、原理讲述一般、各种框图解释有些合理性、公式解释一般、对部分简单问题可以分析计算。对智能汽车与交通每个章节的基本知识能够部分掌握，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力一般。D-图片解释、概念简答、问题回答很少正确、原理讲述不清晰、各种框图解释不清、公式掌握不够、不能完整分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握较差，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力较差。4M2平时作业40%A-独立按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案基本正确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱，题目结果错误。5M2期末考试60%A-图片解释、概念简答、问题回答正确、原理讲述清晰、各种框图解释合理、公式解释正确、能够简单分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握全面，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力很强。B-图片解释、概念简答、问题回答基本全面正确、原理讲述基本清晰、各种框图解释基本合理、公式解释基本正确、基本能够简单分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握比较全面，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力比较强。C-图片解释、概念简答、问题回答较为全面正确、原理讲述一般、各种框图解释有些合理性、公式解释一般、对部分简单问题可以分析计算。对智能汽车与交通每个章节的基本知识能够部分掌握，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力一般。D-图片解释、概念简答、问题回答很少正确、原理讲述不清晰、各种框图解释不清、公式掌握不够、不能完整分析计算各种问题。对智能汽车与交通每个章节的基本知识的掌握较差，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力较差。6M4考勤100%