【今日頭條】百公里加速3秒的無(wú)人駕駛賽車，竟然被一群北理工學(xué)生造出來(lái)了？
發(fā)布日期：2016-01-26 供稿：今日頭條 編輯：新聞中心 趙琳 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：百公里加速3秒的無(wú)人駕駛賽車，竟然被一群學(xué)生造出來(lái)了？
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「百公里加速 3 秒」、「無(wú)人駕駛」，聽(tīng)起來(lái)還真有點(diǎn)小激動(dòng)。但更重要的是，這是一群學(xué)生造出來(lái)的一輛車。
這是全國(guó)第一輛無(wú)人駕駛賽車，由北京理工大學(xué)無(wú)人賽車隊(duì)打造。他們之所以做這個(gè)，是為了參加今年8月份的「德國(guó)大學(xué)生方程式」無(wú)人車組的比賽。
提前要明確一點(diǎn)，這輛車只是「原理驗(yàn)證車」，可以算是前期試水，很多設(shè)計(jì)并不完善。在今年3月，他們會(huì)開(kāi)始造一輛尺寸更大的無(wú)人車，偏向于軍工使用。
如何做到無(wú)人駕駛？
首先來(lái)說(shuō)說(shuō)這輛車的機(jī)械配置，車隊(duì)的人說(shuō)百公里加速做到了3秒。這輛車的車身由「銀鯊二代」改裝而來(lái)，銀鯊二代是北理工在 2013 年設(shè)計(jì)出的電動(dòng)賽車。
動(dòng)力方面是輪邊驅(qū)動(dòng)雙電機(jī)設(shè)計(jì)，使用了斯洛文尼亞的 Emrax207 電機(jī)，峰值功率 80 千瓦，重 8 公斤；電池采用了磷酸鐵鋰的單體電池，安裝位置就在駕駛位兩側(cè)；電機(jī)控制器來(lái)自于德國(guó) Unitic 公司，安裝位置在防滾架下方。
之后就是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)了，他們拆除了賽車原有的油門和剎車踏板、方向盤等機(jī)構(gòu)，取而代之的分別是制動(dòng)舵機(jī)和對(duì)應(yīng)用的減速器，以及轉(zhuǎn)向舵機(jī)。
百公里加速3秒的無(wú)人駕駛賽車，竟然被一群學(xué)生造出來(lái)了？
機(jī)械條件能夠勝任無(wú)人駕駛后，接下來(lái)要進(jìn)行的就是一系列電子化改造。
環(huán)境感知方面，使用了雙目攝像頭用于行人偵測(cè)、避障這樣的局部路線規(guī)劃。另外，他們還打算用 Velodyne 的 16 線激光雷達(dá)，處于調(diào)試階段，尚未上車。
全局路線規(guī)劃依靠 GPS 系統(tǒng)，在車前方和后方安裝了各安裝了 GPS 天線。由于賽道并不大，定位稍有差池就沖出賽道了，所以特別介紹一下他們的定位方案，主要就是「GPS 差分原理」。
他們?cè)谫惖乐車贾昧?GPS 基準(zhǔn)站（精確位置已知），之后會(huì)得出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的「改正數(shù)」，基準(zhǔn)站會(huì)把這個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給車輛。車輛會(huì)同時(shí)接受衛(wèi)星信號(hào)和基站信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后就會(huì)得到非常高精度的定位。目前，北理工這輛車的定位精度是「1 厘米」，可以滿足賽道使用了。
百公里加速3秒的無(wú)人駕駛賽車，竟然被一群學(xué)生造出來(lái)了？
有了環(huán)境感知設(shè)備后，就需要有個(gè)「大腦」來(lái)思考和控制車輛了。
在右側(cè)電池箱上的是車輛底層控制器，用來(lái)控制車輛速度、轉(zhuǎn)向動(dòng)作；另外還有一個(gè)頂層控制器，接入了 GPS 和攝像頭等數(shù)據(jù)，需要計(jì)算量很大的工作站才能完成，相當(dāng)于一個(gè)「決策層」。在左側(cè)電池箱上的是無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的電臺(tái)，用來(lái)和控制人員進(jìn)行通訊。
經(jīng)過(guò)了一系列改造后，車重大大上升，達(dá)到了 300 公斤左右，而一般參加大學(xué)生方程式的電動(dòng)車在 200 公斤左右，好在這輛無(wú)人駕駛車不需要賽車手…
如何無(wú)人駕駛？
目前來(lái)看，北理工的這輛車可以實(shí)現(xiàn)三種方式的無(wú)人駕駛。
第一種方式是通過(guò)把賽道的 GPS 坐標(biāo)輸入到賽車?yán)铮嚲蜁?huì)按照路線行駛，主要依靠高精度定位。用他們的話說(shuō)，這叫「給定路徑下的極限駕駛」。
第二種方式是遙控駕駛，通過(guò)一個(gè)改裝的航模遙控來(lái)控制車輛，負(fù)責(zé)遙控的人可以觀看第一視角實(shí)時(shí)視頻，由無(wú)限數(shù)據(jù)通訊模塊負(fù)責(zé)。
第三種方式是跟隨行人，在展示的視頻里，這輛車可以跟在人后面走。當(dāng)人突然停下時(shí)，車也可以自動(dòng)剎停，主要依靠的是車前方雙目攝像頭以及行人識(shí)別技術(shù)。
作為一輛「原理驗(yàn)證車」，北理工的這輛無(wú)人駕駛賽車，硬件配置上該有的已經(jīng)都有了。在設(shè)計(jì)方面，還是需要改進(jìn)，比如 GPS 系統(tǒng)和控制器直接布置在了車身外。或許可以通過(guò)合理的布局，把外露的硬件集成在車身內(nèi)部，從而降低賽車重心，提高賽車空氣動(dòng)力性能。畢竟，這還是一輛賽車。
至于我們前面提到的「德國(guó)大學(xué)生方程式」無(wú)人車組比賽，其實(shí)是第一屆，甚至目前只有北理工一只參賽隊(duì)伍，所以北理工之于這項(xiàng)賽事，也就扮演了「規(guī)則制定者」的角色。
另外，北理工本身在無(wú)人駕駛研發(fā)方面也積累了非常多的經(jīng)驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域很知名。他們?cè)捅葋喌虾献餮邪l(fā)了線控?zé)o人駕駛實(shí)驗(yàn)汽車，并且參加全國(guó)無(wú)人車比賽。
而眼前這輛無(wú)人駕駛電動(dòng)賽車，對(duì)于這群學(xué)生來(lái)說(shuō)，更大的意義在于他們?cè)谠燔囘^(guò)程中學(xué)習(xí)到了什么，比如，在和隊(duì)員們的交流過(guò)程中，他們說(shuō)最大的瓶頸就是「經(jīng)費(fèi)問(wèn)題」了。
創(chuàng)新不易，大學(xué)里的創(chuàng)新更加不易。
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