《自動駕駛原理與計(jì)量測試》教學(xué)大綱課程英文名PrincipleandMeasurementofAutonomousDriving課程代碼03M0234學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8上機(jī)學(xué)時(shí)0實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)教育課課程性質(zhì)任選先修課程C語言程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)適用專業(yè)電子信息工程開課學(xué)院信息工程學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、輪式移動機(jī)器人，是一種通過計(jì)算機(jī)控制車輛行駛的智能汽車。自動駕駛技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在2020年之后呈出現(xiàn)實(shí)用化、普及化的趨勢。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計(jì)算、雷達(dá)、IMU、GPS等技術(shù)協(xié)同合作，讓計(jì)算機(jī)可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。自動駕駛技術(shù)是人工智能技術(shù)的典型代表和重要分支，隨著自動駕駛的普及化，自動駕駛技術(shù)及其計(jì)量測試技術(shù)，是電子信息工程專業(yè)學(xué)生有必要了解的重要的專業(yè)知識。本課程深入剖析自動駕駛中的感知、定位、行為預(yù)測、決策、規(guī)劃等技術(shù)，講解深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù)在無人駕駛中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹攝像機(jī)、激光雷達(dá)、IMU等常見傳感器在無人駕駛中的地位和作用，量化分析無人駕駛技術(shù)中的計(jì)量、評測方法。開設(shè)自動駕駛原理與計(jì)量測試課程，有助于引導(dǎo)學(xué)生掌握高度集成化的智能系統(tǒng)的開發(fā)方法，提升大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐水平，充分發(fā)揮我校在計(jì)量測試領(lǐng)域的特色與優(yōu)勢，滿足普及化的無人駕駛技術(shù)中計(jì)量測試的技術(shù)需求。（二）課程目標(biāo)（1）了解無人駕駛技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀、趨勢，以及其基本原理；（2）掌握無人駕駛技術(shù)中常見傳感器以及智能感知、規(guī)劃算法；（3）掌握無人駕駛技術(shù)在具體實(shí)踐案例中的使用，了解本課程和其他課程的緊密關(guān)聯(lián)，了解我國無人駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀，鼓勵學(xué)生積極投身“卡脖子”難題的創(chuàng)新。（三）思政目標(biāo)通過自動駕駛技術(shù)中的人工智能算法、規(guī)劃算法及機(jī)器視覺算法等學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解國內(nèi)外無人駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀，鼓勵學(xué)生積極投身“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)難題的創(chuàng)新及應(yīng)用開發(fā)中，培養(yǎng)學(xué)生科技報(bào)國的情懷及創(chuàng)新精神。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法采取以課堂教學(xué)為主，結(jié)合期末測試、課堂測試和實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生完成來源于真實(shí)應(yīng)用場景的實(shí)踐項(xiàng)目，鼓勵學(xué)生在個人電腦上搭建編程環(huán)境，鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)完成復(fù)雜應(yīng)用案例。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1.3畢業(yè)要求2.3畢業(yè)要求6.2課程目標(biāo)1M（0.2）課程目標(biāo)2H（0.4）課程目標(biāo)3H（0.4）注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章無人車技術(shù)簡介了解無人駕駛的分級，無人駕駛系統(tǒng)簡介。通過介紹國內(nèi)外無人駕駛技術(shù)的現(xiàn)狀，鼓勵學(xué)生積極投身“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)難題的創(chuàng)新及應(yīng)用開發(fā)中，培養(yǎng)學(xué)生科技報(bào)國的情懷及創(chuàng)新精神。第二章激光雷達(dá)在無人駕駛中的應(yīng)用掌握激光雷達(dá)原理；了解激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的解析，激光雷達(dá)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。第三章GPS及IMU在無人駕駛中的應(yīng)用掌握GPS及IMU在無人駕駛中的應(yīng)用。了解GPS基礎(chǔ)知識，IMU基礎(chǔ)知識，掌握GPS和IMU的融合技術(shù)。第四章基于計(jì)算機(jī)視覺的無人駕駛感知系統(tǒng)熟練掌握光流和立體視覺，掌握物體的識別與追蹤，理解視覺里程計(jì)算法。掌握CNN原理，了解無人駕駛雙目3D感知，掌握無人駕駛物體檢測。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在無人駕駛中的應(yīng)用。通過華為問界汽車在“8D魔幻都市”重慶自動駕駛的視頻，讓學(xué)生體會到我國自動駕駛技術(shù)的飛速發(fā)展，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科技報(bào)國的使命感與責(zé)任心。第五章無人駕駛的決策、規(guī)劃和控制掌握常見的路徑規(guī)劃算法。通過自動駕駛系統(tǒng)安全性實(shí)驗(yàn)的人本教育，讓學(xué)生體會到實(shí)際工程實(shí)踐中的社會、安全、法律、道德的重要性。第六章基于ROS的無人駕駛系統(tǒng)了解ROS，了解無人駕駛系統(tǒng)的可靠性，掌握ROS的基本使用方法和實(shí)例。第七章無人駕駛計(jì)量與測試了解KITTI數(shù)據(jù)集。掌握評測數(shù)據(jù)集采集原理和方法。掌握評價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第一章無人駕駛的分級，無人駕駛系統(tǒng)簡介4課程目標(biāo)1第二章激光雷達(dá)原理，激光雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域，激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的解析4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課程目標(biāo)2第三章GPS及IMU在無人駕駛中的應(yīng)用。GPS基礎(chǔ)知識，IMU基礎(chǔ)知識，GPS和IMU的融合技術(shù)。4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課程目標(biāo)2第四章光流和立體視覺，握物體的識別與追蹤，視覺里程計(jì)算法。CNN原理，無人駕駛雙目3D感知，無人駕駛物體檢測4完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課程目標(biāo)2第五章常見的路徑規(guī)劃算法。4完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課程目標(biāo)2第六章ROS簡介，ROS的基本使用方法和實(shí)例。4課程目標(biāo)3第七章KITTI數(shù)據(jù)集。測數(shù)據(jù)集采集原理和方法。評價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。8完成本章作業(yè)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容課程目標(biāo)3六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求、學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1激光雷達(dá)數(shù)據(jù)解析2掌握激光雷達(dá)原理驗(yàn)證必做2基于計(jì)算機(jī)視覺的目標(biāo)檢測2掌握計(jì)算機(jī)視覺方法解決自動駕駛問題。設(shè)計(jì)必做3IMU與GPS數(shù)據(jù)解析2掌握IMU和GPS數(shù)據(jù)特點(diǎn)和融合方法。驗(yàn)證選做4路徑規(guī)劃算法案例2掌握常見的路徑規(guī)劃算法及實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)必做5無人駕駛系統(tǒng)計(jì)量與評測4掌握無人駕駛系統(tǒng)計(jì)量與評測方法設(shè)計(jì)選做注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核作業(yè)、出勤作業(yè)得分情況、出勤情況10%實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作、報(bào)告實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告得分20%期末考核開卷考試考試卷面分?jǐn)?shù)70%考核類別考查成績登記方式百分制八、課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)方法課程目標(biāo)權(quán)重成績評定1過程考核0.1過程考核平均分A10期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B10實(shí)驗(yàn)考核0.2實(shí)驗(yàn)成績平均分C10目標(biāo)1達(dá)成度=0.1*A10+0.7*B10+0.2*C102過程考核0.1過程考核平均分A20期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B20實(shí)驗(yàn)考核0.2實(shí)驗(yàn)成績平均分C20目標(biāo)2達(dá)成度=0.1*A20+0.7*B20+0.2*C203過程考核0.1過程考核平均分A30期末測試0.7相應(yīng)期末考試平均分B30實(shí)驗(yàn)考核0.2實(shí)驗(yàn)成績平均分C30目標(biāo)3達(dá)成度=