藍(lán)色小車駛進(jìn)“清華園”的道路,判斷最近的路徑,繞過層層路障,加速,減速,到達(dá)終點;另一輛小車出發(fā),在草坪卡住,又被一棵樹絆倒,旁邊此起彼伏驚呼的聲音……
這是今春“Momenta杯”第十三屆清華大學(xué)智能車競賽的決賽現(xiàn)場。參賽隊員大多是來自大一大二的本科生,他們懷著強(qiáng)烈的工程實踐的興趣,把探索能力和理論知識結(jié)合起來,在課余時間與隊友們合作完成了智能車作品的搭建。智能車在接收起點和終點信號后,需要完成路徑規(guī)劃,利用車載傳感器進(jìn)行環(huán)境感知,控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動并行駛至終點。賽程完成時間決定排名。
清華大學(xué)工程物理系學(xué)生科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(簡稱“學(xué)生科協(xié)”)是這次的主辦方。他們親手一點點搭起了賽道沙盤,呈現(xiàn)清華校園景觀,將校內(nèi)知名的建筑如大禮堂、人文社科圖書館、主樓等,逐一復(fù)現(xiàn)到了賽道上。沙盤上不只有建筑的模型,也加入了掩映的綠樹和草坪。
以清華園為景觀設(shè)置賽道,在提升了觀賽者視覺享受的同時,也加大了對參賽隊員的挑戰(zhàn)。賽道上可以被智能車識別的道路標(biāo)識是離散分布的紅點;賽道周圍花花綠綠的裝飾景物會對小車造成視覺干擾。另外,每條道路都是單行道,而且都只能勉強(qiáng)通過一輛車模,小車在路徑規(guī)劃時要面臨的困難也多了一些不確定性。
工物系學(xué)生科協(xié)向同學(xué)們傳達(dá)了“低門檻、高收益”的比賽宗旨,吸引了許多低年級本科參賽者。為了營造在比賽中學(xué)習(xí)的氛圍,組委會在賽前組織了4次以視覺識別、代碼優(yōu)化等為主題的集體培訓(xùn)講座。
同樣是出于降低門檻和規(guī)范賽制的考慮,選手們使用的車模由組委會統(tǒng)一配備。車模的構(gòu)造經(jīng)過了科協(xié)同學(xué)的認(rèn)真規(guī)劃——底盤屬于四輪獨立驅(qū)動,每個車輪都是由帶有減速齒輪箱的小型直流電機(jī)驅(qū)動,這樣控制比較方便,轉(zhuǎn)彎比較靈活,適合在狹窄賽道上行進(jìn)。
為了保證賽程的監(jiān)督,科協(xié)的同學(xué)們在巨大的清華沙盤上方安裝了四個攝像頭,經(jīng)過視角校正和拼接,形成統(tǒng)一的沙盤圖像,使用圖像處理系統(tǒng)跟蹤車模在賽道上的位置,從而判斷車模運(yùn)行軌跡、時間。
進(jìn)入決賽的6支隊伍經(jīng)過三輪多場的角逐,分出了一二三等獎。獲得一等獎的隊伍是“不飆車幼兒園隊”,成員們分別來自工物、精儀、數(shù)學(xué)、電機(jī)、能動5個不同的院系。隊長潘曉凡是工程物理系大二年級學(xué)生,他認(rèn)為不斷的調(diào)試是團(tuán)隊獲勝的關(guān)鍵因素:“轉(zhuǎn)彎的持續(xù)時間、轉(zhuǎn)彎時兩側(cè)車輪的電壓都是讓小車順利轉(zhuǎn)彎的重要參數(shù)。我們從比賽開始前三天就開始不斷調(diào)整,一直到比賽前半個小時還在做最后的調(diào)試。”
在這次比賽中,甚至連自動計時系統(tǒng)都是學(xué)生們自己開發(fā)的。偶遇平臺運(yùn)行不暢時,大家就暫停比賽進(jìn)行調(diào)試。這樣的過程,在全國大學(xué)生智能汽車競賽秘書處主任兼技術(shù)組組長、清華大學(xué)自動化系副教授卓晴眼中是非常有意義的。受邀見證比賽全程的卓晴認(rèn)為,比賽的意義不在于表面上的流暢和熱鬧,而應(yīng)著眼于在課程之外培養(yǎng)同學(xué)們對工程學(xué)科的志趣,發(fā)現(xiàn)自己的潛質(zhì),甚至為未來的科研找準(zhǔn)方向。工物系學(xué)生科協(xié)主席楊芊葉也認(rèn)為,比賽的目的之一就是找到對智能車和科創(chuàng)活動感興趣的同學(xué),同時為國家級比賽提供后備力量。