“死磕”無人駕駛:一群理工“學霸”耍起十八般武藝

2019年12月02日13:17  來源:中國青年報
 
原標題:“死磕”無人駕駛:一群理工“學霸”耍起十八般武藝

  中國大學生無人駕駛方程式大賽現場。大賽主辦方供圖

  中國大學生無人駕駛方程式大賽現場。

  11月23日,中國大學生無人駕駛方程式大賽迎來最后一天,最難的部分卻剛剛開始。

  在通過一系列車檢后,4支無人駕駛車隊進入“高速循跡”環節,參賽車輛需要根據錐桶擺放的位置,自主規劃行駛軌跡,行駛3圈,每一圈的車速都不能低於1米/秒。

  作為我國第一支無人駕駛方程式賽車隊,以及連續兩屆大賽的冠軍,北京理工大學無人車隊的表現格外引人關注。他們最終啃下高速循跡這塊“硬骨頭”,成為通過這項比賽的兩支車隊之一。

  這是今年很多參賽車隊所採用的無人車方案。這個11月,來自清華大學、上海交通大學、華中科技大學等14支無人駕駛車隊,來到中國大學生無人駕駛方程式大賽決賽現場,在6天角逐中最后沖刺,爭奪年度總冠軍。

  這群大學生多是大二、大三年級,是來自各個專業的“學霸”,有學車輛工程的,也有學計算機專業的,還有學管理的、材料的、動力學的,他們來到賽場拿出十八般武藝“死磕”無人駕駛,成為搞底盤的,修車的,焊線的,寫代碼的,做軟件的,找bug(漏洞)的,拉贊助的,做商業計劃的,在無人駕駛的世界中探索未來。

  “寫出萬行代碼,找到一個bug……”

  比賽的這幾天,哈爾濱工業大學(威海)無人車隊的參賽選手沒有太多睡眠時間。

  這天晚上10點,車隊的心臟——P房關閉后,參賽隊員就收拾收拾,回到了比賽場地附近的旅館。早上六七點,天剛亮,他們便准備好一切,來到比賽現場繼續奮戰。

  為了參加比賽,這群大學生准備了一年。按照賽事規則和賽車制造標准,車隊要在一年的時間內,自行設計和制造一輛能實現無人駕駛的小賽車參賽。

  從近百個人報名、面試、培訓,經過層層篩選,進入車隊﹔放棄雙休日,放棄寒暑假﹔設計無人車,做系統架構,購買零部件,分析、仿真、建模,組裝調試……這些就是他們這一年的真實寫照。

  盡管在學校准備得很充分,但真的到了現場車檢,總還是能有一些意想不到的問題出現:電池箱檢查、無人系統檢查、淋雨檢查、制動檢查……大大小小的檢查,一共7個。其中電檢和無人系統的檢查比較復雜,需要按照指令來做規定動作。

  參賽的14支無人車隊,大多有著豐富的電動車和油車方程式比賽的經驗。2017年,作為一項分支,無人駕駛方程式比賽開始舉辦,包括哈工大在內的很多學校,開始投入無人車方面的研發。但是,除了在賽車底盤和車身上可以借鑒之前的經驗,其他方面幾乎都要從頭開始。

  去年,很多車隊沒有通過車檢,隻完成了設計答辯和無人駕駛系統答辯,后面的賽場跑分,甚至沒有參加。今年,這群孩子認為自己“這一次准備充分了!” 4支車隊通過所有車檢,進入后面的比賽。

  “無人駕駛現在越來越火,在學校裡也有越來越多的同學對這塊感興趣。”哈爾濱工業大學(威海)無人車隊隊長、車輛工程專業大四學生李方說,他們招募選手非常嚴格,在寒假會組織兩周培訓班,考核不通過無法進車隊。進了車隊則更加辛苦,本科生白天都有課,基本是留出晚上和課余時間。如果態度不端正或者學業太差,同樣會被退隊。

  李方告訴記者,“學車輛工程的,通過比賽則可以鍛煉動手能力,讓理論知識獲得更廣的應用。學計算機的,寫出萬行代碼,找到一個bug,都是通過比賽鍛煉出來的能力。”

  賽場上,無人駕駛實現厘米級定位

  雖然是馳騁無人駕駛沙場的“老將”,但面對新賽事,北理工無人駕駛團隊依然沒有懈怠。

  北理工無人車隊隊長、車輛工程專業研一學生董國順說,大賽考驗的,就是從感知到規劃到控制的過程,是否准確,是否穩定,是否快速。

  從2017年參加德國賽后,北理工的無人駕駛系統方案已經成為很多參賽隊伍學習的方向。

  今年,這支團隊更新了無人駕駛系統的架構,分為三層:感知層、狀態估計層、規劃控制層。其中,狀態估計層子系統的單獨列出,就是為了讓賽車“感知自己”的能力更加精准,從而進一步提升賽車的速度。

  “定位精度非常關鍵。”北京理工大學無人駕駛方程式車隊的另一名隊長高小棟說,在高速循跡的第一圈,通過激光雷達和攝像頭,來感知識別錐桶賽道的位置,規劃得到目標路徑,與此同時,賽車通過建圖,到了第二圈和第三圈,依靠千尋位置的厘米級定位能力進行自動駕駛,提升速度。

  速度能否跟上,則取決於系統底層對車輛控制算法的響應。

  “上一個賽季中,我們的無人駕駛系統基本搭建完畢,但是新賽季,我們對整個無人駕駛系統重新架構,設置完全不同的子系統與模塊,讓整個實現過程更加高效、皮實。”北理工無人車無人駕駛系統負責人陳泰然說。

  盡管今年北理工沒有延續蟬聯冠軍的輝煌,但他們不再是“孤獨”的參賽者——今年有4支車隊通過車檢,而去年隻有北理工1支車隊通過。

  在高小棟看來,隻有當更多車隊一起加入進來的時候,大家的水平才會一起提高。今年,北理工開源了錐桶識別數據集以及部分算法,幫助其他車隊降低無人車開發門檻。

  此次大賽主辦方、中國汽車工程學會副秘書長閆建來表示,高精度定位是L3、L4級別無人駕駛的必備技術之一,是實現車輛安全通行的重要保障,年輕的大學生們採用衛星導航定位技術和市場經驗,不失為一個有未來感的選擇。

  “第三年,困難重重,70多人團隊雖然龐大,但是每個人都面臨巨大壓力,放棄休息時間,大家都堅持到了最后。賽場上的表現讓人興奮,讓人值得,讓人痴迷。我的隊員都是最棒的!”董國順賽后在微信朋友圈這樣寫道。(中國青年報·中國青年網記者 邱晨輝)

(責編:郝孟佳、孫競)

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