開(kāi)啟智能車競(jìng)賽新格局

第六屆全國(guó)大學(xué)生飛思卡爾杯智能車競(jìng)賽總決賽近日在西北工業(yè)大學(xué)成功舉辦，今年的比賽依然由攝像頭、光電和電磁三個(gè)競(jìng)賽單元和創(chuàng)意賽組成。東道主西北工業(yè)大學(xué)成為總決賽最大贏家，首次拿下兩個(gè)特等獎(jiǎng)，并再次獲得創(chuàng)意賽一等獎(jiǎng)，其他7個(gè)特等獎(jiǎng)被多所學(xué)校瓜分，值得注意的是，其中三所學(xué)校今年是首次斬獲特等獎(jiǎng)。也許這從一個(gè)側(cè)面證明，隨著大家對(duì)平臺(tái)逐漸熟悉，傳統(tǒng)強(qiáng)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐漸消失，群雄逐鹿的時(shí)代即將來(lái)臨。

S12系列最后的盛宴?

回顧過(guò)去的6屆大賽，S12系列作為核心開(kāi)發(fā)平臺(tái)逐漸被廣大學(xué)生和指導(dǎo)老師們所熟悉，存在的問(wèn)題是賽車開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)積累越來(lái)越豐富，因此很多參賽車隊(duì)會(huì)沿襲上屆甚至前幾屆的賽車進(jìn)行再開(kāi)發(fā)，這使學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)效果大打折扣。在大規(guī)則無(wú)法更改的前提下，我們看到的是賽道越來(lái)越難，新元素越來(lái)越多，以提升對(duì)賽車的考驗(yàn)，增加需要重新設(shè)計(jì)的全新挑戰(zhàn)。不過(guò)即使如此，賽車的速度依然越來(lái)越快，且完賽率越來(lái)越高。

今年的賽道(圖1)對(duì)比去年，增加幾個(gè)很明顯的改進(jìn)、對(duì)賽車提出了全新的考驗(yàn)。從賽道圖上我們看得到，首先是彎道明顯更多更難，特別是幾個(gè)曲率非常大的彎道，其中今年加入最明顯的是一個(gè)發(fā)卡彎，這個(gè)彎道最特別之處在于，雖然存在于一個(gè)下坡道后的直道盡頭，但并不是發(fā)卡彎緊接直道，而是直道之后先是一個(gè)右彎，然后緊跟一個(gè)左發(fā)卡彎，這種組合非常考驗(yàn)賽車在高速運(yùn)行中的判決能力和控制力(圖2)，過(guò)彎的速度控制要求很高才能既不損失時(shí)間，又不沖出賽道。另外一個(gè)比較特別的就是連續(xù)的s彎道，以往的小S彎是單獨(dú)出現(xiàn)，這樣賽車提前捕獲信息后，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以直沖，但是令年的小s彎之后緊跟大s彎，讓賽車必須根據(jù)s彎的曲率進(jìn)行快速調(diào)整，增加難度的同時(shí)讓賽車直沖小s彎的危險(xiǎn)更大(圖3)。可以說(shuō)這兩處賽道的曲率變化都非常快，讓賽車在搜集信息和判決的過(guò)程必須設(shè)計(jì)得更為優(yōu)化，才能順利通過(guò)。另一個(gè)新的亮點(diǎn)是虛線判決的出現(xiàn)，今年的賽道針對(duì)攝像頭和光電組設(shè)置了兩段虛線判決線，其中一部分還設(shè)在轉(zhuǎn)彎處，增加了判決的難度(圖4)，不過(guò)從實(shí)際效果上，幾乎很少有賽車遇到障礙。當(dāng)然，其中重要的原因是幾乎所有賽車都不是采用單點(diǎn)掃描而是多點(diǎn)捕獲，因此虛線的存在并不會(huì)造成實(shí)質(zhì)性威脅。

32位隆重登場(chǎng)

創(chuàng)意賽今也是第二年舉辦，相比于去年的抗震救災(zāi)專題，今年的專題更貼近生活，就是智能交通管理。可以說(shuō)，最后進(jìn)入總決賽的幾組參賽作品各有特色，也充分發(fā)揮了32位的Kinetis MCU的硬件和軟件優(yōu)勢(shì)，借此提出了多種未來(lái)智能交通管理的設(shè)想并用車模加以實(shí)現(xiàn)。相比于略顯單調(diào)的竟速賽，創(chuàng)意賽的觀賞性無(wú)疑更強(qiáng)，不過(guò)由于多數(shù)是研究生級(jí)的選手參與，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)很多競(jìng)速賽選手而言，其設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)技巧理解起來(lái)還有一定的難度。現(xiàn)場(chǎng)，筆者遇到一位西北工大去年獲得創(chuàng)意賽一等獎(jiǎng)的選手，他認(rèn)為，創(chuàng)意賽提供給學(xué)生的思考和動(dòng)手空間更廣闊，因此西北工大每年創(chuàng)意賽團(tuán)隊(duì)都會(huì)邀請(qǐng)其他專業(yè)組同學(xué)加入其中，提高其創(chuàng)意作品在各方面的技術(shù)含量，從而更好地呈現(xiàn)原始思想。

也許，屬于s12系列的智能車競(jìng)賽也就此將告一段落，因?yàn)閾?jù)組委會(huì)透露，下一屆大賽將可能在競(jìng)速賽中允許選手采用32位的Kinetis MCU作為主處理器，這樣16位的s12系列是否還會(huì)出現(xiàn)在競(jìng)速賽比賽中就是個(gè)不小的疑問(wèn)。32位產(chǎn)品的加入，意味著下一屆的智能車大賽將迎來(lái)一個(gè)嶄新的開(kāi)始，剛剛出現(xiàn)的群雄逐鹿的局面是變得更為撲朔迷離還是強(qiáng)隊(duì)們王者歸來(lái)重新統(tǒng)治賽道，都給明年的比賽留下足夠的懸念。

現(xiàn)場(chǎng)花絮

賽車方面，比較明顯的變化出現(xiàn)在電磁組，由于今年是第二年加入電磁組，經(jīng)過(guò)去車的摸索之后，今年進(jìn)入總決賽的賽車多數(shù)都是“加長(zhǎng)型”(圖5)。目的也很明顯，就是為了要增加電磁傳感器的判別距離，做到提前獲悉路況，提前做出反應(yīng)。不過(guò)，賽車前面的傳感器延伸過(guò)長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)賽車的機(jī)械平衡提出很高的要求，這在一定程度上會(huì)影響賽車的靈活性和速度，特別是在轉(zhuǎn)彎時(shí)傳感器過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)短暫偏離最強(qiáng)的電磁場(chǎng)，影響判別流暢度，因此這種超長(zhǎng)的設(shè)計(jì)未必能取得良好的效果，最終電磁組的成績(jī)也從側(cè)面印證了這一點(diǎn)。

在今年的智能車大賽決賽現(xiàn)場(chǎng)，筆者看到一個(gè)比較特別的現(xiàn)象，區(qū)別于前幾屆的決賽，今年的智能車大賽很多選手選擇不試車而一次性讓賽車跑完比賽，特別是最后跑出好成績(jī)的賽車多數(shù)采用的就是這種直接比賽的戰(zhàn)術(shù)。也許賽道較長(zhǎng)較難不得不考慮讓電池以最飽滿的狀態(tài)完成比賽是其中一個(gè)因素，當(dāng)然我更愿意相信這是源于多年之后，技術(shù)的成熟讓選手們對(duì)自己賽車的狀態(tài)已經(jīng)有了足夠的信心，無(wú)需再去賽前調(diào)試。不過(guò)，賽前準(zhǔn)備的60秒很多選手卻不愿浪費(fèi)，他們選擇了去清潔賽道，借用卓晴老師現(xiàn)場(chǎng)解說(shuō)的話：“他們?cè)谟眯娜ズ唾惖肋M(jìn)行溝通，祈禱賽道成全自己的賽車跑出好成績(jī)”，有些選手隨身攜帶專門的清潔布，有些選手干脆用手一點(diǎn)點(diǎn)撫摸賽道，特別是一些重點(diǎn)路段更是格外謹(jǐn)慎照顧。

思考

筆者今年跟隨去年三支冠軍隊(duì)伍前往美國(guó)參加智能車挑戰(zhàn)賽，本刊8月刊中筆者也曾寫過(guò)一些現(xiàn)場(chǎng)感受。這次在現(xiàn)場(chǎng)與組委會(huì)老師們交流過(guò)程中也探討了關(guān)于賽車零部件標(biāo)準(zhǔn)化的一些問(wèn)題，特別是今年電磁組賽車的身形過(guò)于修長(zhǎng)，組委會(huì)已經(jīng)開(kāi)始準(zhǔn)備解決這一問(wèn)題，可能會(huì)限制賽車重量和長(zhǎng)度。而另一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)格的電機(jī)上，今年攝像頭組一輛成績(jī)非常突出的賽車因?yàn)殡姍C(jī)的電流不合標(biāo)準(zhǔn)被取消了最后成績(jī)，著實(shí)讓人可惜。

多點(diǎn)判決也是一個(gè)值得關(guān)注問(wèn)題，在美國(guó)時(shí)，墨西哥一款賽車用的是單點(diǎn)判決，經(jīng)過(guò)中國(guó)選手簡(jiǎn)單點(diǎn)撥之后成績(jī)可以縮短三分之一，用的恰恰是多點(diǎn)判決。而今年賽道上出現(xiàn)的虛線部分幾乎沒(méi)有造成任何影響，也與多點(diǎn)判決有密切關(guān)系。最突出的還是小s彎，攝像頭組是唯一一個(gè)面對(duì)曲率變化的大小s彎組合，依然選擇小s彎直沖的賽車，而且總決賽中至少四分之一的車輛選擇了直沖并且完美通過(guò)組合彎，這也讓賽前煞費(fèi)苦心搭建的創(chuàng)意失去了一定的意義。據(jù)說(shuō)、今年曾經(jīng)考慮過(guò)引入一種統(tǒng)一的攝像頭，進(jìn)行單線掃描，從而增大賽車判決的難度。反觀今年最后的成績(jī)，攝像頭組已經(jīng)沒(méi)有了速度上的優(yōu)勢(shì)，如果再增加新的難度，就失去了比賽的一些競(jìng)爭(zhēng)性。