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南京城市职业学院新能源汽车智能化技术实训平台
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文档编号:202205120000241539 发布时间:2022-05-12 文档页数:73页 所需下载券:10
南京城市职业学院新能源汽车智能化技术实训平台

采购项目需求

一、项目概况:背景介绍、建设标准、建设目标。

(一)项目背景

1、智能网联汽车行业发展及人才需求现状

在智能化、电动化、网联化的发展趋势下,我国汽车产业进入了转型升级的新阶段, 智能网联汽车已经成为未来汽车发展的必然方向。随着智能网联汽车的发展被纳入国家顶层规划,智能网联汽车应用型、复合型、创新型的高素质人才需求也将呈现井喷态势, 中、职业院校亟需开展智能网联汽车方面高端技能人才的培养。

日前印发的《交通强国建设纲要》(下称《纲要》)明确提出,到 2035 年基本建成交通强国。《纲要》特别提到,要加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同) 研发,形成自主可控完整的产业链。多位交通业内人士表示,《纲要》为中国智能网联汽车产业的发展带来了重大契机。

根据我国《汽车产业中长期发展规划》、《智能汽车创新发展战略》的要求,到 2020 年,智能网联汽车占比达到 50%,预计智能网联汽车销量 1500 万辆。按照汽车从业人数与汽车销量比例约为 1:2.5 估算,到 2020 年将会有 600 万的汽车从业人员在工作中接触智能网联汽车。

2、智能网联汽车区域发展支撑

江苏省工信厅等八部门近日联合印发《江苏省推进车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划(2019—2021 年)》提出到 2021 年,全省车联网产业的技术水平和产业规模居全国领先地位,相关产业产值突破 1000 亿元。

行动计划要求,未来 3 年要加大要素资源支持、完善政策标准体系支撑、强化安全防护机制保障,突破关键技术、完善基础设施、培育产业集群,形成研发、产业、应用协同并进的健康发展生态,建设具有全球影响力的国家级车联网先导区和产业发展高地。力争到 2021 年,全省车联网(智能网联汽车)产业的技术水平和产业规模居全国领先地位,相关产业产值突破 1000 亿元,基本建立智能车辆、信息交互、基础支撑等细分领域产业链,打造 2 家—3 家产业竞争力和规模水平国内领先的产业集聚区。

到 2025 年,建设成为全国车联网(智能网联汽车)重点产业集聚区,全省新一代信息基础设施智能化升级全面完成,车联网用户渗透率达到 60%以上,L4 级别智能车辆在特定领域开始试运行,“人、车、路、云”高度协同的安全高效智能网联汽车社会建设取得重大进展。

2020 年 6 月 17 日,江苏省人才办发布《江苏省智能网联汽车集群产才融合推进工作方案》,全面建立高端人才支撑高峰产业发展的良性机制。方案提出,3 年内,重点引进 10 个以上车联网领域国际顶尖人才团队,引育产业骨干人才 300 名;到 2025 年,打造 10 家以上 100 亿元规模的智能网联汽车领军型企业,形成 2—3 个产业竞争力和规模水平国内领先的千亿级智能网联汽车产业集聚区。

3、学校专业建设现状及问题

目前,新能源汽车专业人才根本无法满足我市智能网联汽车人才的需求,尤其是我校智能网联汽车方面的课程及资源开发、实训设备配置基本处于空白状态,缺乏高质量的教材和教学资源、实训设备予以匹配。而在当今信息技术时代,需培养具有智能型与传统化技能相结合的,兼顾传统能源汽车和新能源汽车、智能网联汽车就业岗位的理念的 “新型汽车专业人才”,以适应行业的多元需求,同时学校可以将此专业打造为特色专业,形成标杆示范专业,进而提升专业水平并实现换道超车。

综上所述,为适应智能网联汽车发展及人才培养需求,建设智能网联汽车综合实训室势在必行。

(二)建设标准

1、顶层设计,分步建设

结合实训室整体建设规划、目前实训场地和条件、加快建设的迫切性、建设资金投入等情况,将汽车实训基地分阶段建设。实训区域的规划设计应科学合理,在开展社会调研的基础上进行规划设计,总体规划设计实训区的数量和功能。合理配置实训设备, 提高实训设备的有效率和利用率,同一类型的实训设备配置数量过多会造成设备利用率过低,分组过多教师管理困难,配置过少会使实训课变成演示课,学生成为“观光客”, 学生不能获得动手机会,造成职业学生不具备职业岗位能力,影响学生今后的就业。

2、科学规划,持续发展

由于汽车新技术不断地发展,所以实训基地的建设必须具有前瞻性,实训设备至少能保证在 5~6 年内保持先进性,通过校企合作、软件更新与扩充、其它方面的维护与简单更新,保持与汽车新技术发展同步,与维修企业技术与管理发展保持同步。与全国汽车技能大赛对接,教学与实训设备选购品牌与大赛规定设备对接,在满足日常实训教学工作的同时,兼顾大赛实训教学的匹配!

3、紧跟政策,改革创新

2019 年开启了中国职业教育的新篇章,2 月,国务院印发《国家职业教育改革实施方案》。《方案》要求,从 2019 年开始,在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”制度。建设过程中,参照“1+X”证书技能要求,夯实学生可持续发展基础,鼓励学生在获得学历证书的同时,积极取得多类职业技能等级证书, 在提高学校教育人才质量的同时,注重培养学生职业活动和个人职业生涯发展所需要的综合能力,创新培养复合型技能人才。

4、校企合作,协同育人

对接企业人才规格需求,确立“以人为本、按需施教、强化技能、发展特长”的教学指导思想,调整学校的培养目标,及时调整课程设置,改革教学内容、教学方法和教学管理制度,形成了全方位与企业接轨的教学改革模式。通过共建专业、共同开发课程、共建共享实训基地、共享校企人才资源、共同开展应用研究与技术服务等方面要密切合作,使企业实现其经济效益,使学校分享企业资源,实现其人才培养、科学研究、社会服务的三大职能。为企业“量身打造”符合企业需要的高技能人才和培训员工,协同育人的发展模式,与企业形成一种长效运行机制。

(三)建设目标

1、建设目标

1.1在人才培养方面,将更加注重教学改革,将在优势资源资助下,强化优势,建设成为智能网联汽车方面人才的教学、培训基地并辐射周边地区。

1.2在培养方式方面,拓宽人才培养渠道,利用优势资源建设,积极开展校企合作工作,为针对企业培养专业人才。

1.3在课程体系建设方面,注重专业核心课程建设,配套课程教学资源开发,使其成为教学内容品种齐全、教学内容丰富多彩、融自编纸质教材、多形式教学库等为一体的广覆盖、智能化、多层次的现代课程体系。

1.4在实训室建设方面,科学规划,持续发展,实现“全省领先、全国一流”的建设目标。从总体规划、功能设计、设备设施、管理模式等各方面,满足智能网联汽车虚实一体化教学、技能大赛训练与承办、工学交替人才培养和师资培训的要求。

2、绩效预估

2.1实训基地建成后,满足智能网联汽车虚实一体化教学,可为学生提供优良的设备(满足全国新能源汽车关键技术技能大赛传感与网联技术赛项(职工组)以及全国职业院校技能大赛高职组(汽车技术)赛项要求),可全面提高学生的动手能力,培养出符合国家标准要求的中、高级技术人才,可满足当地企业对智能网联汽车方面技术人才的需求,带动本地区智能网联汽车汽车产业的发展,可收到显著的办学效益和社会效益。

2.2基地建成后,可为社会提供多种服务。每年可为社会、企业提供相应的人才培训;为其他共享院校及兄弟院校提供各种服务及建设指导;同时可进行技能大赛训练与承办、工学交替人才培养和师资培训等,取得相应办学效益和社会效益之外,也实现区域辐射功能支撑。

二、产品清单、产品功能、产品性能、产品配置要求

(一)产品清单

序号

产品名称

单位

数量

备注

 

1

 

智能驾驶装调实训平台

 

 

1

系统包含线控底盘车辆、自动驾驶系统、零配件等;满足全国职业院校技能大赛高职组(汽

车技术)赛项要求。

 

 

2

 

 

自动驾驶排故仿真平台

 

 

 

 

1

包括试题编辑、自动驾驶虚拟仿真部件安装、自动驾驶仿真故障排故、辅助驾驶场景测试等功能;满足全国职业院校技能大赛高职组(汽

车技术)赛项要求。

 

3

智能网联汽车综合道路测试

设施系统

 

 

1

满足全国职业院校技能大赛高职组(汽车技

术)赛项要求。

4

配套标定工具

1

配套智能驾驶装调实训平台使用。

5

配套专用工具

1

配套智能驾驶装调实训平台使用。

注:本次采购的核心产品是:智能驾驶装调实训平台。核心产品评审说明:多家供应商提供的核心产品品牌相同的,按一家供应商计算,评审后得分最高的同品牌供应商与其他品牌的供应商进行比较与评价。

(二)产品功能、性能与配置要求

序号

名称型号

规格参数要求

 

 

1

 

智能驾驶装调实训平台

一、产品要求

智能驾驶装调实训平台应可通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。集自动控制、人工智能、视觉识别,传感器融合等众多技术,囊括线控底盘、多传感器,自动驾驶处理器等软硬件一体。要求其线控底盘专为自动驾驶设计,对标乘用车动力学特性。众多传感器集成于高扩展硬件结构平台,预留硬件扩展连接孔位,合理规划传感器可选位置。

集成传感器包含自动驾驶处理器、定位导航主机、激光雷达、超声波雷达、摄像头、毫米波雷达等设备。车辆设计有多冗余安全机制,配备遥控器与碰撞急停,可手动遥控车辆行驶,快速一键接管车辆控制权,保证测试人员与车辆安全,同时具备辅助安全驾驶功能,在行驶过程中做到自动紧急制动。配备底盘故障设置系统,可设置底盘故障。通过该平台可以训练学生传感器集成,传感器标定,地图制作,路径规划等项目。

二、功能要求

1.设备应基于国内开放自动驾驶系统开发。对于自动驾驶算法中较难理解的代码命令编写部分封装为人机交互界面,同时匹配原理讲解与应用文档。该软件既可通过人机交互界面与匹配的人机界面操作文档对自动驾驶系统进行相关命令操作,又保留了原编码接口。本软件既适用于初学认知,又适用于深入学习自动驾驶系统操作与源码编写原理。

2.设备应具有实现 L4 级别自动驾驶,自动避障,紧急停障,自动规划行驶路径等功能的完整条件。

3.设备应可实现传感器设备的配置、标定实验。

4.设备应可实现识别红绿灯功能,顺利通过交叉路口功能。

5.设备应配备转向灯、刹车灯、自动大灯等灯光系统。

6.在手动驾驶时可以做到自动紧急制动,保证手动驾驶、泊车等操作时的安全。

▲7.可实现自动驾驶上装传感器类的故障设置(电源线、网线、通讯线、通讯板等),  可实现自动驾驶算法相关故障设置,可实现线控底盘类故障设置(线控转向:转向 can 总线故障、扭矩信号故障、转角信号故障等;线控制动:制动使能故障、压力传感器信号故障、制动 can 总线故障等;线控驱动故障;传感器类故障:温度传感器等;保险故障等故障类型)。

三、产品组成

智能驾驶装调实训平台由线控底盘车辆、自动驾驶系统、零配件组成。

1.线控底盘车辆:包括线控驱动系统、电池管理系统、车架车身系统、线控转向系统、  线控制动系统、底盘故障设置系统等;

▲2.自动驾驶系统:包括激光雷达、双目相机、超声波雷达、组合导航、自动驾驶处理器、毫米波雷达、显示屏等;

3.零配件:包括连接线束、紧固件等。

四、技术参数

(一)线控底盘车辆参数

1.整车

1) 汽车级别:低速车辆;

2) 能源类型:纯电动;

3)车辆规格:≥1680mm*960mm*1610mm(长*宽*高);

4) 上装支架:桁架式支架(桁架采用为方管喷塑,外壳采用 ABS 与亚克力相结合);

5) 整车质量:≤200kg,最大承重≥200kg;

6) 最小转弯半径:≤2500mm;

7) 离地间隙:≥150mm;

8)轴距:≤1100mm;

9)轮距:≤750mm;

10) 最大车速: ≥20km/h;

11) 续航里程:≥20km;

12)爬坡能力:≥20%;

13)底盘结构:前麦弗逊独立悬挂+后整体桥拖拽臂。

2. 车架及车身系统

车架形式:桁架式高强度车架。

3. 悬架系统

1) 前悬架形式:麦弗逊独立悬挂;

2) 后悬架形式:拖曳臂一体桥结构。

4.线控驱动/制动系统

1) 驱动方式:后轮单电机驱动;

2) 控制方式:扭矩控制/转速控制;

3) 额定功率:≥2.5kW;

4) 额定电压:≥60V;

5) 最高转速:≥3000rpm;

6) 制动方式:线控液压制动(行车制动,基于 ibooster 的电液制动),电磁制动失电抱轴(紧急制动),反向扭矩制动。

5.线控转向系统

1) 转向形式:前桥阿克曼转向(高精度伺服电机);

2) 控制方式:转速/转矩/位置;

3)额定功率:≥200W;

4) 额定电压:≥12V;

5) 响应时间:<100ms;

6)控制精度:±1°;

7)系统具有过载保护。

6.底盘控制系统

1)底盘 ECU:车规级 ECU;

2)通讯方式:CAN 通讯;

3)开发环境:Matlab/Simulink;

4)封装动力学控制算法。

7.动力电池系统

1)形式:车规级磷酸铁锂电池;

2)额定电压:≥60V;

3)额定电流:≥20A;

4)电量:≥3kWh;

5)电池箱防水等级:不低于 IP66;

6)BMS 系统:具备过充、过放、短接、高温等保护通讯接口:支持 CAN 总线方式;

7)可读取电池主要参数:包含且不少于剩余电量、实时电流、当前电压、当前温度、自  定义报警信息等;

8)充电器:≥400w。

8.底盘故障设置系统

可设置不少于 17 个底盘类故障,不少于 13 个保险类故障。

1)底盘类故障包括:VCU 正极电源故障、压力传感器信号故障、ON 档继电器驱动故障、

ON 档开关信号故障、MCU 继电器驱动故障、转向使能故障、转向 CANH 线束故障、转向传感器主电源正极故障、转向传感器主电源负极故障、转向副角度信号故障、转向主角度信号故障、转向传感器副电源正极故障、转向传感器副电源负极故障、转向主扭矩信号故障、转向副扭矩信号故障、制动使能信号故障、电机温传故障;

▲2)保险类故障包括:路由器电源保险故障、激光雷达电源保险故障、毫米波雷达电源保险故障、导航电源保险故障、双目相机电源保险故障、超声波雷达电源保险故障、轮速传感器电源保险故障、急停遥控模块保险故障、MCU 保险故障、显示器电源保险故障、AGX 电源保险故障、电源总开关保险故障、使能信号保险故障。

9.灯光系统

1)自动大灯

利用光敏电阻实现对光线的感知,实现大灯的亮起或熄灭。 工作电压:12V;

功率:100W(一对); 防水等级:IPX7;

照射距离:3-100 米。

2)转向灯:

流水转向灯,在手动遥控和自动驾驶过程中转向时会自动点亮,装配四个转向灯。  工作电压:12V

材质:高亮灯珠

3)刹车灯:

安装于车辆尾部,在车辆刹车时亮起的红色警示灯,装配 2 个刹车灯; 工作电压:12V;

功率:14W。

10.其他

1)安全性:具备车身急停和远程急停开关,能够紧急制动;

2)供电接口:不少于 12V/7 个(600W)。

(二)自动驾驶系统

1.激光雷达

1)扫描通道:16 线;

2)激光波段:905nm;

3)探测距离:70m;

4)测量精度:±3cm;

5)供电范围:9V-36VDC;

6)工作温度:-20°C~+60°C;

7)通信接口:以太网 pps;

8)尺寸:102*78mm ;

9)重量:1050g。

2.超声波雷达

1)工作电压:DC 12V;

2)工作频率:48KHz(左右)、58KHz(前后);

3)探测距离:20cm-500cm;

4)水平探测角度:90±10°;

5)垂直探测角度:45±5°;

6)工作温度:-40-85℃;

7)防护等级:IP67;

8)通信接口:CAN。

3.毫米波雷达

1)调制方式:FMCW;

2)测距范围: 0.20~40m(120°);

3)距离测量分辨率: 点目标,非跟踪 0.2m;

4)距离测量精度: 点目标,非跟踪 ±0.10m;

5)测角范围: 120°;

6)角精度: 点目标,非跟踪 ±0.5°;

7)速度范围: ±18m/s(-表示远离目标,+表示靠近目标);

8)速度分辨率: 点目标,非跟踪 ±0.58m/s;

9)速度精度: 点目标,非跟踪 ±0.3 m/s;

10)天线通道数: 2TX/4RX=8 通道;

11)循环周期: 33ms;

12)俯仰波束: -6dB 14°;

13)方位波束: -6dB 112°;

14)雷达发射频率: 遵循 ETSI&FCC 76…77GHz;

15)传输能力: 平均/峰值 EIRP 29.8dBm;

16)电源: +6.0V~32VDC;

17)功耗: 2.5W;

18)操作温度: -40℃…+85℃;

19)存储温度: -40℃…+90℃;

20)防护等级: IP67;

21)接口:1xCAN-高速 500kbit/s。

4.双目相机

1)处理单元:FPGA、双核 ARM 处理器;1 GB 内存 8GB Flash 存储;

2)镜头焦距:4mm;

3)动态范围:120dB;

4)尺寸:175mm*85mm*42 mm;

5)分辨率:1280x720;

6)接口:千兆网口、RS485 、 CAN;

7)视场角:HFOV 40°;

8)俯仰角:70°--90°;

9)工作电压:9-36V ;

10)功率:6W;

11)工作温度:-40-70℃。

5.定位模块

(1)MEMS 性能

1)陀螺仪:量程:±500°/s;

2)零偏稳定性: ≤3°/h;

3)加速度计:量程: ±8g;零偏稳定性: <1mgGNSS RTK 定位精度。

(2)姿态精度

1)定向精度:0.1°(1m);

2)横滚/俯仰:0.1°(1σ)。

(3)GNSS 指标

1)信号跟踪:BDS:B1/B2;GPS:L1/L2;GLONASS:L1/L2;GALILEO:E1/E5b;;

2)定位精度:RTK:水平 2cm+1ppm ,高程 4cm+1ppm;

3)数据更新率:100Hz;

4)天线接口:定位天线:FAKRA type D,50Ω额定 定向天线:FAKRA type A,50Ω 额定阻抗。

(4)通讯接口:

1)RS232 波特率:230400(默认)/115200/19200/9600;

2)RS422 波特率:115200(默认)/38400/19200/9600。

(5)电气和物理特性

1)功耗:≤5W;

2)输入电压:+6~28VDC;

3)振动:20-20000Hz,6.06g RMS;

4)重量:412 g。

(6)环境指标

1)工作温度:-40 - +85℃;

2)湿度:95%无冷凝;

3)防护等级:防水 IP4KX、防尘 IPX5K。

6.工业终端

1)刷新率≥60HZ;

2)支持电压 12V-24V。

7.处理器

1)CPU:NVIDIA 自研 4 核 ARM64 架构(代号 Carmel),2.26GHz (2x2M B L2 + Quad ARM A57/2MB L2);

2)GPU:256 颗 Pascal 架构 CUDA 核心;

3)运算性能:1.5TFLOPS(单精度)、46.8 GFLOPS(双精度);

4)内存:8GB LPDDR4;

5)内置存储:32GB eMMC 5.1;

6)外置存储:500GB SATA SSD;

网络:千兆以太网+WiFi;

8)CAN 接口:双 CAN 总线控制器;

9)接口:USB3.0、Type C。

8.路由器

1)支持频段:4G 全网通;

2)天线:双天线;

3)网络接口:4 个自适应 100/1000 Mbps LAN 口;

4)工作温度 20 85;

5)工作湿度 10%-85%RH (不凝结);

6)供电 12V。

9.CAN 收发器

1)集成两个 can 收发器。

2)自动驾驶处理器直接供电 3.3V。

3)一个带终端电阻,一个不带。

10.操作平台装调车架

可用于激光雷达、超声波雷达、定位模块、双目相机、毫米波雷达和工业显示屏等传感器及设备的位置安装。

11.自动驾驶算法

1)自动驾驶方案能根据不同类型传感器的感知特点,对周围环境感知信息进行融合, 结合提前录制好的地图环境,能够满足特定场景中的自动驾驶功能;

2)系统可单独对车辆模型参数进行配置(例如车辆长、宽、高、转弯半径、最大转向弧度等参数)便于车辆对横向控制策略进行优化;

3)能实现自动启停、循迹行驶、紧急制动和红绿灯识别等自动驾驶功能;

4)系统代码可开源,例如感知模块,监控模块,人机交互模块,规划模块、控制模块等,可自主更改算法;

5)系统可对 PID、最大最小停障距离、最小变道长度等参数进行实时调节;

6)系统可调整规划模块相应参数如:偏离路径重新规划阈值、横向道路点数划分等;

7)各传感器能和智能车底层控制算法匹配并完成环境感知功能;

8)激光雷达具有多位置安装机构,能与智能车辆台架匹配进行安装和调试操作。

(三)零配件

1.连接线束

1)定制激光雷达连接线束;

2)超声波连接线束;

3)双目相机连接线束;

4)组合导航连接线束;

5)处理器电源线;

6)高清线 HDMI;

7)网线*4;

8)路由器电源线。

2.紧固件

1)激光雷达紧固件;

2)超声波雷达紧固件;

3)双目相机紧固件;

4)组合导航紧固件;

5)处理器紧固件;

6)路由器紧固件。

五、满足以下实训任务

1.智能驾驶车辆感知传感器集成配置实训;

2.智能驾驶车辆感知传感器标定实验;

3.智能驾驶车辆封闭园区内循迹测试;

4.智能驾驶车辆地图制作;

5.智能驾驶车辆停障、避障功能实验;

6.智能驾驶车辆封闭园区内自动驾驶演示;

7.智能驾驶车辆底盘线控实训;

8.智能驾驶车辆线控底盘故障排除实训。

六、满足全国新能源汽车关键技术技能大赛传感与网联技术赛项(职工组)以及全国职业院校技能大赛高职组(汽车技术)赛项要求。

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