“死磕”無人駕駛：一群理工“學(xué)霸”耍起十八般武藝
2019-12-02 14:49:06
來源：中國青年報
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中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽現(xiàn)場。大賽主辦方供圖
中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽現(xiàn)場。
11月23日，中國大學(xué)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(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。
作為我國第一支無人駕駛方程式賽車隊，以及連續(xù)兩屆大賽的冠軍，北京理工大學(xué)無人車隊的表現(xiàn)格外引人關(guān)注。他們最終啃下高速循跡這塊“硬骨頭”，成為通過這項比賽的兩支車隊之一。
這是今年很多參賽車隊所采用的無人車方案。這個11月，來自清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等14支無人駕駛車隊，來到中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽決賽現(xiàn)場，在6天角逐中最后沖刺，爭奪年度總冠軍。
這群大學(xué)生多是大二、大三年級，是來自各個專業(yè)的“學(xué)霸”，有學(xué)車輛工程的，也有學(xué)計算機專業(yè)的，還有學(xué)管理的、材料的、動力學(xué)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(yè)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(yè)大學(xué)（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(guān)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，他們便準(zhǔn)備好一切，來到比賽現(xiàn)場繼續(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)，車隊要在一年的時間內(nèi)，自行設(shè)計和制造一輛能實現(xiàn)無人駕駛的小賽車參賽。
從近百個人報名、面試、培訓(xùn)，經(jīng)過層層篩選，進(jìn)入車隊；放棄雙休日，放棄寒暑假；設(shè)計無人車，做系統(tǒng)架構(gòu)，購買零部件，分析、仿真、建模，組裝調(diào)試……這些就是他們這一年的真實寫照。
盡管在學(xué)校準(zhǔn)備得很充分，但真的到了現(xiàn)場車檢，總還是能有一些意想不到的問題出現(xiàn)：電池箱檢查、無人系統(tǒng)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(tǒng)的檢查比較復(fù)雜，需要按照指令來做規(guī)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(jīng)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(nèi)的很多學(xué)校，開始投入無人車方面的研發(fā)。但是，除了在賽車底盤和車身上可以借鑒之前的經(jīng)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，只完成了設(shè)計答辯和無人駕駛系統(tǒng)答辯，后面的賽場跑分，甚至沒有參加。今年，這群孩子認(rèn)為自己“這一次準(zhǔn)備充分了！” 4支車隊通過所有車檢，進(jìn)入后面的比賽。
“無人駕駛現(xiàn)在越來越火，在學(xué)校里也有越來越多的同學(xué)對這塊感興趣。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）無人車隊隊長、車輛工程專業(yè)大四學(xué)生李方說，他們招募選手非常嚴(yán)格，在寒假會組織兩周培訓(xùn)班，考核不通過無法進(jìn)車隊。進(jìn)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(tài)度不端正或者學(xué)業(yè)太差，同樣會被退隊。
李方告訴記者，“學(xué)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(yīng)用。學(xué)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(xiàn)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(tuán)隊依然沒有懈怠。
北理工無人車隊隊長、車輛工程專業(yè)研一學(xué)生董國順說，大賽考驗的，就是從感知到規(guī)劃到控制的過程，是否準(zhǔn)確，是否穩(wěn)定，是否快速。
從2017年參加德國賽后，北理工的無人駕駛系統(tǒng)方案已經(jīng)成為很多參賽隊伍學(xué)習(xí)的方向。
今年，這支團(tuán)隊更新了無人駕駛系統(tǒng)的架構(gòu)，分為三層：感知層、狀態(tài)估計層、規(guī)劃控制層。其中，狀態(tài)估計層子系統(tǒng)的單獨列出，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(dá)和攝像頭，來感知識別錐桶賽道的位置，規(guī)劃得到目標(biāo)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(jìn)行自動駕駛，提升速度。
速度能否跟上，則取決于系統(tǒng)底層對車輛控制算法的響應(yīng)。
“上一個賽季中，我們的無人駕駛系統(tǒng)基本搭建完畢，但是新賽季，我們對整個無人駕駛系統(tǒng)重新架構(gòu)，設(shè)置完全不同的子系統(tǒng)與模塊，讓整個實現(xiàn)過程更加高效、皮實。”北理工無人車無人駕駛系統(tǒng)負(fù)責(zé)人陳泰然說。
盡管今年北理工沒有延續(xù)蟬聯(lián)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，而去年只有北理工1支車隊通過。
在高小棟看來，只有當(dāng)更多車隊一起加入進(jìn)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(shù)據(jù)集以及部分算法，幫助其他車隊降低無人車開發(fā)門檻。
此次大賽主辦方、中國汽車工程學(xué)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(shù)之一，是實現(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)和市場經(jīng)驗，不失為一個有未來感的選擇。
“第三年，困難重重，70多人團(tuán)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(xiàn)讓人興奮，讓人值得，讓人癡迷。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(wǎng)記者 邱晨輝）
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