“死磕”無(wú)人駕駛：一群理工“學(xué)霸”耍起十八般武藝
2019-12-02 14:49:06
來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)
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中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式大賽現(xiàn)場(chǎng)。大賽主辦方供圖
中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式大賽現(xiàn)場(chǎng)。
11月23日，中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式大賽迎來(lái)最后一天，最難的部分卻剛剛開(kāi)始。
在通過(guò)一系列車檢后，4支無(wú)人駕駛車隊(duì)進(jìn)入“高速循跡”環(huán)節(jié)，參賽車輛需要根據(jù)錐桶擺放的位置，自主規(guī)劃行駛軌跡，行駛3圈，每一圈的車速都不能低于1米/秒。
作為我國(guó)第一支無(wú)人駕駛方程式賽車隊(duì)，以及連續(xù)兩屆大賽的冠軍，北京理工大學(xué)無(wú)人車隊(duì)的表現(xiàn)格外引人關(guān)注。他們最終啃下高速循跡這塊“硬骨頭”，成為通過(guò)這項(xiàng)比賽的兩支車隊(duì)之一。
這是今年很多參賽車隊(duì)所采用的無(wú)人車方案。這個(gè)11月，來(lái)自清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等14支無(wú)人駕駛車隊(duì)，來(lái)到中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式大賽決賽現(xiàn)場(chǎng)，在6天角逐中最后沖刺，爭(zhēng)奪年度總冠軍。
這群大學(xué)生多是大二、大三年級(jí)，是來(lái)自各個(gè)專業(yè)的“學(xué)霸”，有學(xué)車輛工程的，也有學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)的，還有學(xué)管理的、材料的、動(dòng)力學(xué)的，他們來(lái)到賽場(chǎng)拿出十八般武藝“死磕”無(wú)人駕駛，成為搞底盤(pán)的，修車的，焊線的，寫(xiě)代碼的，做軟件的，找bug（漏洞）的，拉贊助的，做商業(yè)計(jì)劃的，在無(wú)人駕駛的世界中探索未來(lái)。
“寫(xiě)出萬(wàn)行代碼，找到一個(gè)bug……”
比賽的這幾天，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）無(wú)人車隊(duì)的參賽選手沒(méi)有太多睡眠時(shí)間。
這天晚上10點(diǎn)，車隊(duì)的心臟——P房關(guān)閉后，參賽隊(duì)員就收拾收拾，回到了比賽場(chǎng)地附近的旅館。早上六七點(diǎn)，天剛亮，他們便準(zhǔn)備好一切，來(lái)到比賽現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)奮戰(zhàn)。
為了參加比賽，這群大學(xué)生準(zhǔn)備了一年。按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，車隊(duì)要在一年的時(shí)間內(nèi)，自行設(shè)計(jì)和制造一輛能實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的小賽車參賽。
從近百個(gè)人報(bào)名、面試、培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)層層篩選，進(jìn)入車隊(duì)；放棄雙休日，放棄寒暑假；設(shè)計(jì)無(wú)人車，做系統(tǒng)架構(gòu)，購(gòu)買零部件，分析、仿真、建模，組裝調(diào)試……這些就是他們這一年的真實(shí)寫(xiě)照。
盡管在學(xué)校準(zhǔn)備得很充分，但真的到了現(xiàn)場(chǎng)車檢，總還是能有一些意想不到的問(wèn)題出現(xiàn)：電池箱檢查、無(wú)人系統(tǒng)檢查、淋雨檢查、制動(dòng)檢查……大大小小的檢查，一共7個(gè)。其中電檢和無(wú)人系統(tǒng)的檢查比較復(fù)雜，需要按照指令來(lái)做規(guī)定動(dòng)作。
參賽的14支無(wú)人車隊(duì)，大多有著豐富的電動(dòng)車和油車方程式比賽的經(jīng)驗(yàn)。2017年，作為一項(xiàng)分支，無(wú)人駕駛方程式比賽開(kāi)始舉辦，包括哈工大在內(nèi)的很多學(xué)校，開(kāi)始投入無(wú)人車方面的研發(fā)。但是，除了在賽車底盤(pán)和車身上可以借鑒之前的經(jīng)驗(yàn)，其他方面幾乎都要從頭開(kāi)始。
去年，很多車隊(duì)沒(méi)有通過(guò)車檢，只完成了設(shè)計(jì)答辯和無(wú)人駕駛系統(tǒng)答辯，后面的賽場(chǎng)跑分，甚至沒(méi)有參加。今年，這群孩子認(rèn)為自己“這一次準(zhǔn)備充分了！” 4支車隊(duì)通過(guò)所有車檢，進(jìn)入后面的比賽。
“無(wú)人駕駛現(xiàn)在越來(lái)越火，在學(xué)校里也有越來(lái)越多的同學(xué)對(duì)這塊感興趣。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）無(wú)人車隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、車輛工程專業(yè)大四學(xué)生李方說(shuō)，他們招募選手非常嚴(yán)格，在寒假會(huì)組織兩周培訓(xùn)班，考核不通過(guò)無(wú)法進(jìn)車隊(duì)。進(jìn)了車隊(duì)則更加辛苦，本科生白天都有課，基本是留出晚上和課余時(shí)間。如果態(tài)度不端正或者學(xué)業(yè)太差，同樣會(huì)被退隊(duì)。
李方告訴記者，“學(xué)車輛工程的，通過(guò)比賽則可以鍛煉動(dòng)手能力，讓理論知識(shí)獲得更廣的應(yīng)用。學(xué)計(jì)算機(jī)的，寫(xiě)出萬(wàn)行代碼，找到一個(gè)bug，都是通過(guò)比賽鍛煉出來(lái)的能力。”
賽場(chǎng)上，無(wú)人駕駛實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位
雖然是馳騁無(wú)人駕駛沙場(chǎng)的“老將”，但面對(duì)新賽事，北理工無(wú)人駕駛團(tuán)隊(duì)依然沒(méi)有懈怠。
北理工無(wú)人車隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、車輛工程專業(yè)研一學(xué)生董國(guó)順說(shuō)，大賽考驗(yàn)的，就是從感知到規(guī)劃到控制的過(guò)程，是否準(zhǔn)確，是否穩(wěn)定，是否快速。
從2017年參加德國(guó)賽后，北理工的無(wú)人駕駛系統(tǒng)方案已經(jīng)成為很多參賽隊(duì)伍學(xué)習(xí)的方向。
今年，這支團(tuán)隊(duì)更新了無(wú)人駕駛系統(tǒng)的架構(gòu)，分為三層：感知層、狀態(tài)估計(jì)層、規(guī)劃控制層。其中，狀態(tài)估計(jì)層子系統(tǒng)的單獨(dú)列出，就是為了讓賽車“感知自己”的能力更加精準(zhǔn)，從而進(jìn)一步提升賽車的速度。
“定位精度非常關(guān)鍵。”北京理工大學(xué)無(wú)人駕駛方程式車隊(duì)的另一名隊(duì)長(zhǎng)高小棟說(shuō)，在高速循跡的第一圈，通過(guò)激光雷達(dá)和攝像頭，來(lái)感知識(shí)別錐桶賽道的位置，規(guī)劃得到目標(biāo)路徑，與此同時(shí)，賽車通過(guò)建圖，到了第二圈和第三圈，依靠千尋位置的厘米級(jí)定位能力進(jìn)行自動(dòng)駕駛，提升速度。
速度能否跟上，則取決于系統(tǒng)底層對(duì)車輛控制算法的響應(yīng)。
“上一個(gè)賽季中，我們的無(wú)人駕駛系統(tǒng)基本搭建完畢，但是新賽季，我們對(duì)整個(gè)無(wú)人駕駛系統(tǒng)重新架構(gòu)，設(shè)置完全不同的子系統(tǒng)與模塊，讓整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程更加高效、皮實(shí)。”北理工無(wú)人車無(wú)人駕駛系統(tǒng)負(fù)責(zé)人陳泰然說(shuō)。
盡管今年北理工沒(méi)有延續(xù)蟬聯(lián)冠軍的輝煌，但他們不再是“孤獨(dú)”的參賽者——今年有4支車隊(duì)通過(guò)車檢，而去年只有北理工1支車隊(duì)通過(guò)。
在高小棟看來(lái)，只有當(dāng)更多車隊(duì)一起加入進(jìn)來(lái)的時(shí)候，大家的水平才會(huì)一起提高。今年，北理工開(kāi)源了錐桶識(shí)別數(shù)據(jù)集以及部分算法，幫助其他車隊(duì)降低無(wú)人車開(kāi)發(fā)門(mén)檻。
此次大賽主辦方、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)閆建來(lái)表示，高精度定位是L3、L4級(jí)別無(wú)人駕駛的必備技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)車輛安全通行的重要保障，年輕的大學(xué)生們采用衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，不失為一個(gè)有未來(lái)感的選擇。
“第三年，困難重重，70多人團(tuán)隊(duì)雖然龐大，但是每個(gè)人都面臨巨大壓力，放棄休息時(shí)間，大家都堅(jiān)持到了最后。賽場(chǎng)上的表現(xiàn)讓人興奮，讓人值得，讓人癡迷。我的隊(duì)員都是最棒的！”董國(guó)順賽后在微信朋友圈這樣寫(xiě)道。（中國(guó)青年報(bào)·中國(guó)青年網(wǎng)記者 邱晨輝）
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