课程培训
自动驾驶培训课程

自动驾驶培训课程大纲

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  • 培训对象

  • 适合具备Python/C++编程基础、机器学习基本概念和一定数学基础(线性代数、概率论),希望系统掌握自动驾驶核心技术体系的算法工程师、自动驾驶工程师、车辆工程从业者、AI应用开发者及计算机/车辆工程相关专业学生

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  • 培训目标

  • 完成本课程后,学员将能够深入理解自动驾驶系统的完整技术栈(感知、定位、决策、规划、控制),掌握各模块的核心算法原理与工程实现方法,熟练使用主流开发工具(ROS、Apollo、CARLA)进行仿真与实践,具备独立设计和开发自动驾驶子系统(如目标检测、路径规划、车辆控制)的能力,并了解V2X通信、功能安全、测试评价等产业化落地关键技术

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  • 培训内容


  • (1)自动驾驶概论与技术架构:了解自动驾驶的发展历程(从DARPA挑战赛到商业化落地)、国内外发展现状与未来趋势
    。掌握SAE J3016驾驶自动化分级标准(L0-L5各级别的定义与区别)。理解自动驾驶车辆的系统架构,包括感知层、决策规划层、控制执行层的功能划分与数据流设计,以及软硬件平台组成(车载计算平台、电子电气架构)

    (2)车辆运动学与动力学基础:掌握车辆运动学模型(自行车模型、阿克曼转向几何)的建立方法,理解车辆在低速场景下的运动约束。学习车辆动力学模型(横向动力学、纵向动力学),了解轮胎模型、侧偏刚度等核心概念。掌握车辆线控底盘技术,包括线控转向、线控油门、线控制动系统的工作原理与接口控制方法

    (3)传感器技术与标定:系统学习自动驾驶核心传感器的工作原理与选型,包括摄像头(单目/双目/鱼眼)、激光雷达(机械式/固态)、毫米波雷达、超声波传感器和IMU/GNSS的组合导航设备。掌握传感器标定的完整流程,包括相机内参标定、激光雷达标定、相机-激光雷达联合标定、多传感器外参标定的原理与实践方法

    (4)环境感知:视觉感知技术:理解基于视觉的环境感知任务,包括目标检测(车辆、行人、交通标志)、车道线检测、可行驶区域分割、交通信号灯识别等。学习深度学习在视觉感知中的应用,包括CNN目标检测模型(YOLO系列、Faster R-CNN)、语义分割模型(U-Net、DeepLab)和BEV感知算法(Transformer、BEVFormer)。掌握多任务学习在感知中的统一框架设计

    (5)环境感知:激光雷达与多传感器融合:掌握基于激光雷达的点云处理技术,包括点云滤波、地面分割、聚类、目标检测与跟踪。学习点云深度学习算法(PointNet、PointPillars、VoxelNet)的原理与应用。理解多传感器融合的核心思想,掌握前融合、特征融合、后融合等不同融合策略的优缺点,实现相机与激光雷达的互补感知

    (6)定位与建图技术:掌握GNSS/INS组合定位原理,包括GPS定位、差分GPS(RTK)、惯性导航(航位推算)和松耦合/紧耦合组合方式。理解高精度地图的作用与构建方法,包括地图格式(OpenDRIVE、Apollo地图)、车道级地图要素和语义地图。学习同步定位与地图构建(SLAM)技术,包括视觉SLAM(ORB-SLAM)和激光SLAM(LOAM、Cartographer)的原理与应用

    (7)行为决策与路径规划:理解行为决策层的功能,包括驾驶行为决策(跟车、换道、超车、让行)和全局路径规划(路由寻径)。掌握基于规则的行为决策方法(有限状态机、决策树)和基于学习的方法(强化学习、深度强化学习)。学习路径规划算法,包括基于搜索的算法(Dijkstra、A*)、基于采样的算法(RRT、PRM)和轨迹规划方法(Lattice Planner)

    (8)运动规划与轨迹生成:深入理解运动规划的任务目标,生成满足车辆动力学约束、避障要求和舒适性指标的平滑轨迹。掌握时空联合规划方法,包括Frenet坐标系下的轨迹表示、ST图(速度规划)、SL图(路径规划)。学习优化-based的规划方法,包括二次规划(QP)、非线性规划在轨迹优化中的应用。了解开放空间规划算法,如混合A*搜索和OBCA优化

    (9)运动控制算法:掌握车辆横向控制(方向盘转角控制)和纵向控制(油门/刹车控制)的基本原理。学习经典控制算法,包括PID控制、纯跟踪(Pure Pursuit)、Stanley算法的原理与参数调优。掌握模型预测控制(MPC)的核心思想,包括预测模型建立、滚动优化、约束处理和代价函数设计,实现基于MPC的轨迹跟踪控制

    (10)智能网联与V2X技术:了解车路协同(V2X)的体系架构,包括车-车通信(V2V)、车-路通信(V2I)、车-人通信(V2P)和车-云通信(V2N)。掌握V2X关键技术,包括DSRC和C-V2X的技术对比、通信协议栈和应用层标准。学习基于V2X的协同感知、协同决策与协同控制应用,如交叉口碰撞预警、车队编队行驶、传感器共享等

    (11)仿真测试与评价体系:理解自动驾驶测试验证的重要性与挑战(长尾效应、场景覆盖度)。掌握主流仿真工具的使用,包括CARLA仿真器、Apollo仿真平台、VTD、SUMO等。学习场景设计与测试用例生成方法,包括基于场景的测试、虚拟里程测试、硬件在环(HIL)测试。掌握自动驾驶评价指标体系,包括安全性、舒适性、通行效率、功能完备性等维度的量化评估

    (12)综合项目实战:端到端自动驾驶系统开发:结合所学知识,完成一个完整的自动驾驶系统开发项目(如园区无人车、高速公路辅助驾驶系统、自动泊车系统等)。涵盖需求分析、传感器选型与布置、感知模型训练、决策规划算法设计、控制算法实现、仿真测试验证和实车部署(或高保真仿真)的全流程,形成规范的自动驾驶项目报告





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