“死磕”无人驾驶:一群理工“学霸”耍起十八般武艺
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  • 周鸿祎的铁杆粉丝
  • 2019-12-02 13:41:48 6

中国大先生无人驾驶方程式大赛于11月23日迎来了激动人心的最后一天,这也是比赛中最具挑战性的时刻。

在经历了一系列严格的车检之后,四支无人驾驶车队进入了“高速循迹”环节。参赛车辆需根据锥桶的位置自主规划行驶路径,完成三圈的行驶任务,每圈的最低车速不得低于1米/秒。

作为中国首支无人驾驶方程式赛车队,同时也是连续两届大赛的冠军得主,北京理工大学无人车队的表现备受瞩目。他们最终成功完成了高速循迹任务,成为通过该环节的两支车队之一。

今年,共有14支无人驾驶车队参与决赛,其中包括清华大学、上海交通大学和华中科技大学等知名院校的车队。这些车队在为期六天的比赛中激烈竞争,争夺年度总冠军。

参赛队员们大多是大二或大三年级的学生,他们来自不同专业,如车辆工程、计算机科学、管理学和材料科学等。他们在比赛中展现了各自的技能,有的负责底盘设计,有的负责维修车辆,还有的编写代码、开发软件和寻找漏洞。这些学生在无人驾驶领域不断探索,努力寻求未来的发展机会。

写出万行代码,找到一个bug……

哈尔滨工业大学(威海)无人车队的参赛队员在这几天的比赛中几乎没有多少休息时间。

每天早晨10点,车队的心脏——P房关闭后,参赛队员便回到附近旅馆休息。次日清晨,他们又早早地准备妥当,前往比赛场地继续奋斗。

为了参加比赛,这群学生已经筹备了一整年。按照赛事规则和赛车制造标准,他们需要在一年时间内自行设计并制造一辆能够实现无人驾驶的小赛车。

从近百人报名、面试、培训,经过层层筛选进入车队,放弃周末和寒暑假,设计无人车、构建系统架构、购买零部件、分析、仿真、建模、组装调试……这些都是他们这一年的真实写照。

尽管在学校做了充分准备,但真正到达比赛现场时,仍会出现一些意料之外的问题。例如电池箱检查、无人系统检查、淋雨测试、刹车测试等,共有七项检查。其中,电检和无人系统检查较为复杂,需要按照指令执行特定动作。

参赛的14支无人驾驶车队大多具有丰富的电动方程式和燃油方程式比赛经验。2017年,无人驾驶方程式比赛作为一项分支活动开始举办,许多学校也开始投入无人驾驶车辆的研发。然而,除了在赛车底盘和车身方面可以借鉴以往的经验外,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,仅仅完成了设计答辩和无人驾驶系统答辩,未能参加后续的赛场评分。今年,这些学生们认为自己“这一次准备充分了”。最终,四支车队顺利通过所有车检,进入了后续比赛。

“无人驾驶技术现在越来越受欢迎,在校园里也有越来越多的同学对此感兴趣。”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。他们招募队员非常严格,在寒暑假期间会组织两周的培训课程,未通过考核的人无法加入车队。加入车队后,队员们的工作更加繁忙,因为本科生白天要上课,只能利用晚上和课余时间。如果态度不端正或成绩太差,同样会被淘汰。

李方表示:“学车辆工程的学生可以通过比赛锻炼动手能力,将理论知识应用于实践。学计算机的学生则可以在编写数万行代码、发现一个bug的过程中,不断提升自己的能力。”

赛场上,无人驾驶实现厘米级定位

尽管北京理工大学无人驾驶团队已经是无人驾驶领域的“老将”,但他们并没有因此懈怠。

北理工无人车队队长、车辆工程专业研一学生董国顺表示,比赛考察的是从感知到规划再到控制的全过程,是否准确、稳定和快速。

自2017年参加德国赛后,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,这支团队对无人驾驶系统的架构进行了更新,分为感知层、状态估计层和规划控制层。其中,状态估计层子系统的单独列出,旨在使赛车的自我感知能力更加精准,从而提升赛车的速度。

“定位精度至关重要。”北京理工大学无人驾驶方程式车队另一名队长高小栋说,在高速循迹的第一圈,赛车通过激光雷达和摄像头识别锥桶赛道的位置,规划出目标路径。在随后的第二圈和第三圈中,赛车依靠千寻位置提供的厘米级定位功能进行自动驾驶,以提高速度。

速度的提升取决于底层系统对车辆控制算法的响应速度。

“上个赛季中,我们的无人驾驶系统已基本搭建完成,但在新赛季中,我们对整个系统进行了重新架构,设置了完全不同的子系统和模块,使得整个过程更加高效和可靠。”北理工无人车无人驾驶系统负责人陈恬然说。

尽管今年北理工未能蝉联冠军,但他们不再是唯一的参赛者——今年有四支车队通过了车检,而去年只有北理工一支车队通过。

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

此次大赛主办方、中国汽车工程学会副秘书长闫建来说,高精度定位是实现L3和L4级别无人驾驶的关键技术之一,对于保障车辆安全行驶至关重要。年轻的大学生们采用卫星导航定位技术和市场经验,是一个充满前景的选择。

“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,放弃休息时间,坚持到了最后。赛场上的表现令人兴奋,让人感到自豪。我的队员们都是最棒的!”董国顺在赛后微信朋友圈中这样写道。(中国青年报·中国青年网记者 邱晨辉)

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