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“死磕”无人驾驶:一群理工“学霸”耍起十八般武艺

时间:2019-12-03 09:55:27 来源:中国青年报

中国大学生无人驾驶方程式大赛现场。大赛主办方供图

中国大学生无人驾驶方程式大赛现场。

  11月23日,中国大学生无人驾驶方程式大赛迎来最后一天,最难的部分却刚刚开始。

  在通过一系列车检后,4支无人驾驶车队进入“高速循迹”环节,参赛车辆需要根据锥桶摆放的位置,自主规划行驶轨迹,行驶3圈,每一圈的车速都不能低于1米/秒。

  作为我国第一支无人驾驶方程式赛车队,以及连续两届大赛的冠军,北京理工大学无人车队的表现格外引人关注。他们最终啃下高速循迹这块“硬骨头”,成为通过这项比赛的两支车队之一。

  这是今年很多参赛车队所采用的无人车方案。这个11月,来自清华大学、上海交通大学、华中科技大学等14支无人驾驶车队,来到中国大学生无人驾驶方程式大赛决赛现场,在6天角逐中最后冲刺,争夺年度总冠军。

  这群大学生多是大二、大三年级,是来自各个专业的“学霸”,有学车辆工程的,也有学计算机专业的,还有学管理的、材料的、动力学的,他们来到赛场拿出十八般武艺“死磕”无人驾驶,成为搞底盘的,修车的,焊线的,写代码的,做软件的,找bug(漏洞)的,拉赞助的,做商业计划的,在无人驾驶的世界中探索未来。

  “写出万行代码,找到一个bug……”

  比赛的这几天,哈尔滨工业大学(威海)无人车队的参赛选手没有太多睡眠时间。

  这天晚上10点,车队的心脏——P房关闭后,参赛队员就收拾收拾,回到了比赛场地附近的旅馆。早上六七点,天刚亮,他们便准备好一切,来到比赛现场继续奋战。

  为了参加比赛,这群大学生准备了一年。按照赛事规则和赛车制造标准,车队要在一年的时间内,自行设计和制造一辆能实现无人驾驶的小赛车参赛。

  从近百个人报名、面试、培训,经过层层筛选,进入车队;放弃双休日,放弃寒暑假;设计无人车,做系统架构,购买零部件,分析、仿真、建模,组装调试……这些就是他们这一年的真实写照。

  尽管在学校准备得很充分,但真的到了现场车检,总还是能有一些意想不到的问题出现:电池箱检查、无人系统检查、淋雨检查、制动检查……大大小小的检查,一共7个。其中电检和无人系统的检查比较复杂,需要按照指令来做规定动作。

  参赛的14支无人车队,大多有着丰富的电动车和油车方程式比赛的经验。2017年,作为一项分支,无人驾驶方程式比赛开始举办,包括哈工大在内的很多学校,开始投入无人车方面的研发。但是,除了在赛车底盘和车身上可以借鉴之前的经验,其他方面几乎都要从头开始。

  去年,很多车队没有通过车检,只完成了设计答辩和无人驾驶系统答辩,后面的赛场跑分,甚至没有参加。今年,这群孩子认为自己“这一次准备充分了!” 4支车队通过所有车检,进入后面的比赛。

  “无人驾驶现在越来越火,在学校里也有越来越多的同学对这块感兴趣。”哈尔滨工业大学(威海)无人车队队长、车辆工程专业大四学生李方说,他们招募选手非常严格,在寒假会组织两周培训班,考核不通过无法进车队。进了车队则更加辛苦,本科生白天都有课,基本是留出晚上和课余时间。如果态度不端正或者学业太差,同样会被退队。

  李方告诉记者,“学车辆工程的,通过比赛则可以锻炼动手能力,让理论知识获得更广的应用。学计算机的,写出万行代码,找到一个bug,都是通过比赛锻炼出来的能力。”

  赛场上,无人驾驶实现厘米级定位

  虽然是驰骋无人驾驶沙场的“老将”,但面对新赛事,北理工无人驾驶团队依然没有懈怠。

  北理工无人车队队长、车辆工程专业研一学生董国顺说,大赛考验的,就是从感知到规划到控制的过程,是否准确,是否稳定,是否快速。

  从2017年参加德国赛后,北理工的无人驾驶系统方案已经成为很多参赛队伍学习的方向。

  今年,这支团队更新了无人驾驶系统的架构,分为三层:感知层、状态估计层、规划控制层。其中,状态估计层子系统的单独列出,就是为了让赛车“感知自己”的能力更加精准,从而进一步提升赛车的速度。

  “定位精度非常关键。”北京理工大学无人驾驶方程式车队的另一名队长高小栋说,在高速循迹的第一圈,通过激光雷达和摄像头,来感知识别锥桶赛道的位置,规划得到目标路径,与此同时,赛车通过建图,到了第二圈和第三圈,依靠千寻位置的厘米级定位能力进行自动驾驶,提升速度。

  速度能否跟上,则取决于系统底层对车辆控制算法的响应。

  “上一个赛季中,我们的无人驾驶系统基本搭建完毕,但是新赛季,我们对整个无人驾驶系统重新架构,设置完全不同的子系统与模块,让整个实现过程更加高效、皮实。”北理工无人车无人驾驶系统负责人陈泰然说。

  尽管今年北理工没有延续蝉联冠军的辉煌,但他们不再是“孤独”的参赛者——今年有4支车队通过车检,而去年只有北理工1支车队通过。

  在高小栋看来,只有当更多车队一起加入进来的时候,大家的水平才会一起提高。今年,北理工开源了锥桶识别数据集以及部分算法,帮助其他车队降低无人车开发门槛。

  此次大赛主办方、中国汽车工程学会副秘书长闫建来表示,高精度定位是L3、L4级别无人驾驶的必备技术之一,是实现车辆安全通行的重要保障,年轻的大学生们采用卫星导航定位技术和市场经验,不失为一个有未来感的选择。

  “第三年,困难重重,70多人团队虽然庞大,但是每个人都面临巨大压力,放弃休息时间,大家都坚持到了最后。赛场上的表现让人兴奋,让人值得,让人痴迷。我的队员都是最棒的!”董国顺赛后在微信朋友圈这样写道。(记者 邱晨辉)

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编辑: 刘坤媛
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