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中职智能网联汽车教学实践研究

——以中汽智联汽车实训系统为例

唐晶晶
  
教研视界媒体号
2024年12期
海南省技师学院 海南 海口

摘要:随着电子信息技术创新,以人工智能等技术为核心的智能革命将引领未来,推动信息化时代向智能化时代转变,智能网联汽车成为未来趋势。然而,与之相应的专业人才培养却相对滞后,尤其是在中职教育领域。因此,开展中职智能网联汽车教学实践研究具有重要的现实意义。中汽智联汽车实训系统采用乘用车长安深蓝,整车可达到L3级自动驾驶要求,是第二届全国职技能大赛“新能源汽车智能化技术”项目比赛用车,以赛促教,在中职院校开展智能网联汽车教学实践研究。

关键词:智能网联;教学实践;中职。

一、研究背景

(一)技术分析

自动驾驶技术是智能网联汽车的核心,其发展依赖于多项前沿技术的突破,包括人工智能、计算机视觉、激光雷达、毫米波雷达、高精度地图和定位技术等。自动驾驶系统通过感知周围环境,实时做出驾驶决策,从而实现车辆的自主行驶。目前,自动驾驶技术根据自动化程度分为L0到L5六个级别,其中L4和L5级别的自动驾驶技术是完全自动化,无需人工干预。

(二) 国家高度重视智能网联汽车的发展

随着人工智能、5G通信、大数据等技术的飞速发展,智能网联汽车正在成为全球汽车行业的焦点。中国政府一直高度重视智能网联汽车的发展,通过一系列政策和规划来推动这一领域的技术创新和产业化进程。截至2024年,特别是在中国,九家汽车企业获得了进入智能网联汽车准入和上路通行试点的许可,这一举措标志着中国在自动驾驶技术领域的又一重要进展,为制定相关法律法规和标准提供依据。

(三) 中等职业学校是培养职教人才的摇篮

《国家职业教育改革实施方案》中指出,优化教育结构,把发展中等职业教育作为普及高中阶段教育和建设中国特色职业教育体系的重要基础。从人才供应的方面来看,数据显示,自动驾驶相关职位数量以逐年增长,国内企业也普遍反映智能网联汽车人才招聘困难。在中职人才培养阶段,培养良好的职业观念,职业习惯,以及基本的技术技能,为未来进入高层次职业教育做好准备。

二、以中汽智联汽车实训系统为载体,学习智能网联汽车

中汽智能网联汽车教学实训系统采用乘用车长安深蓝,该车为纯电动汽车,电池为三元锂电池。乘用车竞赛实训平台由感知、决策和控制三个模块组成。其中感知模块包含 1 个32线激光雷达(居中放置)、1个前向毫米波雷达、8个超声波探头、4个环视传感器以及一个前视镜头,实现全时全方位的立体感知。决策模块采用米文 +Orin 的双处理器架构,极大提高了设备算力,保证数据处理的快速、稳定。控制模块以深蓝乘用车为基础,搭载先进的底盘控制架构,保证了底盘执行的快速、稳定与乘坐的安全、可靠。

对于中职学生而言,在中汽智联汽车实训系统学习中,第一阶段主要学习: C32 雷达应用、C16 激光雷达应用、毫米波雷达应用、组合导航配置、路由器配置、远程控制、底盘CAN通讯等功能应用。学生在学习过程中,初步对智能网联汽车知识的了解,为进一步学习奠定基础。

第二阶段主要学习:①360全景环视功能的参数设定、摄像头标定,获取投影变换图像、观察实时显示环视结果;②主、左、右激光雷达标定,同时记录激光雷达数据和惯导数据;③多传感器融合,实现毫米波、激光雷达、多个摄像头等传感器的融合。每个模块均可作为学生的工作任务进行学习,从培训任务中延伸出来的学习领域面向职业任务,并要求基本的能力和技巧。

第三阶段对平台功能进行学习:IVSysMan软件,整个乘用车竞赛实训平台的功能开关集成于IVSysMan。,主要包含6大模块, 分别为:Driver、Detection、Fusion、Control、Tool 和和 Info。进一步学习高精地图制作、交通标志识别、交通信号灯检测与识别、车道保持等功能,实现车辆自动驾驶。

由于中汽智联汽车实训系统采用长安深蓝SL03实车教学,接近于真实自动驾驶场景,使学生产生浓厚的学习兴趣。一是可以增进学生对智能网联汽车知识的了解;二是可以提高学生读写编程能力,支持Python编程语言;三可以对当前智能网联汽车行业岗位的工作内容进行提前接触,目前智能网联汽车工程师主要是在做建立模型,优化地图,调试安装等工作,学习智能网联技术相关知识,可以在毕业后更快融入一线工作。

三、教学设计思路

(一)夯实理论基础

1.基础知识储备。对智能网联汽车架构、功能与应用3方面关键技术的知识掌握,如激光雷达、毫米波等传感器的应用及标定等。

2.基本操作指引。在实际授课过程中,学生对IVSysMan软件平台较陌生基本的操作界面不熟悉,要从最开始的打开关闭终端入手,逐步学习其他指令。

3.专业英语学习。中职的工科生英语基础薄弱。由于中职阶段目前没有《汽车英语》这门专业课,智能网联汽车涉及英语词汇较多,建议在讲授操作系统和软件平台的同时,同步推进英语单词的讲解。在实际解决问题的过程中,提高学习英语效率。

(二) 强化实操技能

1.启动IVSysMan程序,进行地图采集。首先,确保已经成功启动并进入主界面。确保车辆处于合适的状态和位置,这将有助于确保数据的准确性。当驾驶车辆在需要建图的区域行驶时,adciv_record会实时监测车辆的移动路径和周围环境。这时,系统会自动保存采集的数据,这是后续操作的基础数据。建图完成后,可以选择保存为.pcd格式的点云地图。这种格式的地图可以为提供高清晰度的视图和细节,是行业内常用的格式。

2.高精地图制作。在IVSystem Manager 界面下,找到tool菜单,打开map_collectfromveh开关,该工具集成了采集、编辑采集数据、生成地图。采集时需要同时开启惯导驱动程序。我们需要将采集的数据进一步编辑车道和车道线、生成路口道路等与实际相符合的路况。在实际教学过程中,学生容易混淆真实场景车道线与采集数据的车道不为同一车道,进而绘制地图有误,无法按预设道路自动驾驶。

3.车辆进行自动驾驶。首先需要确保有地图,地图的存放路径是home/map下面的map.xodr 文件,并确保地图的长度大于40米,否则寻迹时找不到目标点,车辆不会有决策;其次确保车辆当前在P档位,打开Driver菜单下面的CAN驱动。只要decition打开车辆就会进入自动驾驶状态。 确保车辆进入自动驾驶状态,挂上D档位,车辆会沿着路线循迹行驶。对于中职学生,在实际教学过程中,存在的主要困难是,整个界面为英文系统,步骤较多,学生需要在理解操作流程的基础上,实记每一步操作。每一步操作错误,都会直接导致车辆无法自动驾驶。

四、结束语

电动化、网联化、智能化是新能源汽车产业未来发展的主要方向。我国汽车产业也进入了转型升级的新阶段,对应用型、复合型、创新型高素质人才的需求也呈现井喷态势。高校急需开设智能网联汽车专业,培养高端技能型人才,中职教育作为职业教育的基础性环节,要在这个阶段打好编程和通信基础,为将来学习更高级更复杂的智能网联汽车知识做好准备。

参考文献

[1]薛亮,冷粤,郭刚.分析智能网联汽车技术和标准发展[J].时代汽车,2019(19):109-110.1

[2]李晶.探析智能网联汽车技术[J].汽车实用技术,2019(24):44-45.

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