“死磕”无人驾驶:一群理工“学霸”耍起十八般武艺
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  • 2019-12-02 09:37:12 2

11月23日,中国大学生无人驾驶方程式大赛迎来了最后一天,也是最具挑战性的时刻。在一系列严格的车辆检查之后,4支无人驾驶车队进入了“高速循迹”环节。参赛车辆需要根据锥桶的位置自主规划行驶路线,完成三圈行驶,每圈的车速都不得低于1米/秒。

作为中国首支无人驾驶方程式赛车队,北京理工大学无人车队连续两年夺得冠军。这次,他们成功攻克了高速循迹这一难题,成为了通过该比赛的两支车队之一。今年,来自清华大学、上海交通大学、华中科技大学等14支无人驾驶车队齐聚一堂,角逐年度总冠军。

这些参赛的学生大多来自大二和大三年级,他们来自不同专业,包括车辆工程、计算机科学、管理学和材料科学等。他们在比赛中展现出了各自的特长,有的负责底盘设计,有的负责修车,还有的负责编程和软件开发。他们在这个领域不断探索未来。

“写出万行代码,找到一个bug……”

哈尔滨工业大学(威海)无人车队的参赛选手在这几天几乎没有多少休息时间。每天早晨6点左右,他们就准备完毕,前往比赛现场继续奋斗。为了这次比赛,这群学生已经准备了一年。按照赛事规则和赛车制造标准,他们需要在一年的时间里自行设计和制造一辆无人驾驶赛车。

从近百名报名者中经过层层选拔进入车队,放弃周末和假期,设计无人车、制作系统架构、购买零部件、进行分析和仿真、组装和调试……这些都是他们过去一年的真实写照。尽管在学校里准备得十分充分,但在现场的车检过程中,仍然会出现一些意料之外的问题,如电池箱检查、无人系统检查、淋雨测试、制动测试等。这些检查项目繁多且复杂,其中电检和无人系统检查尤为复杂,需要严格按照指令操作。

大多数参赛车队都拥有丰富的电动和燃油方程式赛车比赛经验。然而,除了在赛车底盘和车身方面可以借鉴之前的经历外,其他方面几乎都需要从零开始。去年,许多车队未能通过车检,仅完成了设计答辩和无人驾驶系统答辩,未能参加后续的比赛。今年,这群学生认为自己“这一次准备充分了”。最终,4支车队顺利通过所有车检,进入了接下来的比赛。

“无人驾驶技术现在越来越受欢迎,越来越多的同学对此产生了兴趣。”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道。他们招募选手时非常严格,寒假期间会组织两周的培训班,考核不合格者将无法加入车队。一旦加入车队,队员们的工作更加辛苦。由于白天有课程,他们只能利用晚上和课余时间工作。如果态度不端正或学习成绩不佳,也会被劝退。

“对于学车辆工程的学生来说,通过比赛可以锻炼动手能力,使理论知识得到更广泛的应用。对于学计算机的学生来说,写出万行代码并找到一个bug,都是通过比赛锻炼出来的能力。”李方补充道。

在赛场上,无人驾驶汽车实现了厘米级的精确定位。虽然北理工无人驾驶团队在无人驾驶领域已经积累了不少经验,但面对新的赛事,他们仍然不敢懈怠。

北理工无人车队队长、车辆工程专业研一学生董国顺表示,比赛主要考察从感知到规划再到控制的全过程是否准确、稳定、快速。从2017年开始参加德国的比赛以来,北理工的无人驾驶系统方案已成为许多参赛队伍学习的对象。

今年,北理工团队更新了无人驾驶系统的架构,将其分为感知层、形态估计层和规划控制层。其中,形态估计层子系统的单独列出,是为了使赛车的自我感知能力更加精准,从而进一步提升赛车的速度。

“定位精度非常重要。”北京理工大学无人驾驶方程式车队另一名队长高小栋表示,在高速循迹的第一圈,通过激光雷达和摄像头识别锥桶赛道位置,并规划出目标路径。随后,赛车通过建图技术,在第二圈和第三圈中依靠千寻定位系统的厘米级定位功能实现自动驾驶,提高速度。

速度的快慢取决于系统底层对车辆控制算法的响应。

“上一个赛季,我们的无人驾驶系统基本搭建完成,但新赛季我们对其进行了重新架构,设置了完全不同的子系统与模块,使得整个过程更加高效、可靠。”北理工无人车无人驾驶系统负责人陈恬然表示。

尽管今年北理工未能延续夺冠的辉煌,但他们不再是唯一的参赛者——今年有4支车队通过了车检,而去年只有北理工一支车队通过。

高小栋认为,只有当更多车队参与进来时,大家的水平才会共同提高。今年,北理工开放了锥桶识别数据集及部分算法,帮助其他车队降低无人驾驶汽车开发的门槛。

此次大赛的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和L4级无人驾驶的关键技术之一,是确保车辆安全通行的重要保障。年轻的大学生们采用了卫星导航定位技术和市场经验,不失为一种具有未来感的选择。

“这是第三年,困难重重。70多人的团队虽然庞大,但每个人都面临着巨大的压力,放弃了休息时间,坚持到了最后。赛场上的表现令人兴奋,令人自豪。我的队员们是最棒的!”董国顺赛后在微信朋友圈这样写道。

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