自动驾驶[1]是当今科技界最活跃的人工智能研究领域之一,对自动驾驶各种关键问题的深入探索,将成为下一代人工智能理论和方法发展的重要推动力和试金石。自动驾驶汽车真实上路后所面临的外部环境复杂多变,通过物理/数学仿真模拟可以检验算法,也可以训练自动驾驶汽车面对不同场景下的感知、决策等算法。
原有的自动化专业系统仿真课程在讲授虚拟仿真样机与应用、智能系统仿真等章节时,往往只能用图片、视频和动画进行展示,无法让学生真正体会虚拟样机的强大功能。本项目通过设计微缩智能车虚拟样机和虚拟赛道,搭建虚拟比赛场景,让学生在虚拟环境下进行全国大学生智能汽车竞赛比赛。学生从比赛过程中学习虚拟样机在生产实践中的作用,了解虚拟场景的实现手段和实现过程,理解工业产品开发从数字仿真、物理仿真到实物仿真的三级仿真体系,全面引导学生树立虚实结合、以虚验实、以虚补实、以虚拓实的平行智能观,从而促进学生创新性思维的开拓和研究创新能力的提升。
1 微缩智能车仿真教学实验的教学方法和服务课程
2 微缩智能车虚拟样机和虚拟赛道设计
3 基于微缩智能车仿真平台的端到端自动驾驶算法实验
4 结语
本项目网站pxznyxs.com的第一版已于2019年12月1日正式上线,先后经历了2019—2020第1学期开发小组内测、平行智能研习社社员内训、通过厦门亿学软件有限公司试用;2019—2020第2学期自动化专业选修课系统仿真课程64名学生课内实践、全校创业公选课自动驾驶仿真探索58名学生课内实践等运营实践,学生积极反馈,踊跃讨论。截至目前,共收集对于实验过程有效的反馈和疑问107条,有效改进建议99条。笔者对这些反馈和疑问进行了认真的分析和梳理,按照重要程度和紧急程度进行了分类。本实验网站的第二版在这些反馈和疑问及改进建议上对实验网站进行架构和内容上的修改和完善,技术架构上采用了B/S架构、MVC编码架构,支持Mysql读写分离,支持Linux/Unix/Windows服务器,支持Apache/IIS/Nginx等网络服务器技术。教师能够通过后台完成班级管理、成绩管理、学生管理、实验管理和思考题管理,内容上完善了相关的实验简介、导引视频和建议理论预习视频,并提供在线机器人24小时答疑服务。
未来,将在现有采用端到端自动驾驶算法实验的基础上,增加与自动化专业课程衔接更为紧密的基于PID控制和基于模型预测控制的自动驾驶方法,实现对三种不同自动驾驶方法的评价和优化,为建设全国大学生智能汽车竞赛的平行虚拟赛事做好技术准备。
参考文献
[1] 卜艺浦.自动驾驶的现状分析与实现过程[J].时代汽车,2018(10):15-16.
[2] CODEVILLA F , MIILLER M , LOPEZ A , et al. End-to-End Driving Via Conditional Imitation Learning[C]// 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). IEEE, 2018.
[3] 深度|英伟达自动驾驶技术解读:用于自动驾驶汽车的端到端深度学习[EB/OL].https://blog.csdn.net/chepwavege/article/details/92761789.
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