□ 記者 谷子菡
——記第十屆全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽二等獎獲獎團(tuán)隊
編者按:全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽是由教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主辦,面向全國大學(xué)生的探索性工程實踐活動,是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽,自2005年創(chuàng)辦至今,已在全國30多個省市自治區(qū)近500多所高校普及。該賽事旨在促進(jìn)高等學(xué)校素質(zhì)教育,培養(yǎng)大學(xué)生的綜合知識運(yùn)用能力、基本工程實踐能力和創(chuàng)新意識,激發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能。2008年起被教育部批準(zhǔn)列入國家教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項目中科技人文競賽之一,是教育部倡導(dǎo)的全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技A類競賽。
第十屆全國大學(xué)生智能汽車競賽經(jīng)過東北、華北、華東、華南等八個分賽區(qū)激烈角逐后,由我校牛繼高、楊樹峰老師指導(dǎo)的陳瓊玉、王金鵬、林漢斌、代夢喜四位同學(xué)組成的“冰封極速”隊以華北賽區(qū)一等獎的優(yōu)異成績進(jìn)入全國總決賽,最終獲得全國二等獎。這是我校在該項賽事中首次進(jìn)入全國總決賽并榮獲國家級獎項。
從零開始 向目標(biāo)一步步前進(jìn)
由于正處夏季,加上數(shù)十個聚光燈的照射,使得場館內(nèi)比賽氣氛達(dá)到白熱化的程度,仿佛劃一根火柴,熱燥的空氣就會燃燒起來。開始比賽時,參賽選手身上的每個細(xì)胞也都處于高度緊張的狀態(tài),他們表示雖然心里像揣了兔子一樣,不停地咚咚地跳著,但卻要努力讓自己保持鎮(zhèn)定,使得注意力能夠更加集中到智能車上,沒有人敢貿(mào)然說話,貿(mào)然動作,直到智能車通過設(shè)置的重重障礙達(dá)到終點(diǎn)后,隊員們才長出一口氣,再也按捺不住激動的心情,蹦著,跳著,歡呼著。這里就是氣氛極其緊張的智能汽車的決賽現(xiàn)場。我?!氨鈽O速”隊從去年11月份開始做比賽準(zhǔn)備,由于沒有往屆比賽選手的經(jīng)驗可以借鑒,團(tuán)隊只能一切從零開始,參加比賽對他們來說是一次嚴(yán)峻的考驗。沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒,他們靠平時去查找資料,周六周日利用雙休日時間,向牛繼高老師學(xué)習(xí)編程,從控制燈亮開始,到設(shè)計結(jié)構(gòu)、組裝車模、編寫程序、運(yùn)行調(diào)速,一點(diǎn)點(diǎn)摸索積累經(jīng)驗,不斷地學(xué)習(xí),不斷地進(jìn)步。
對于一個團(tuán)隊來說,團(tuán)隊的協(xié)作精神是至關(guān)重要的。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后,每個人根據(jù)自己的優(yōu)勢開始分工,王金鵬負(fù)責(zé)電路圖的繪制、焊接以及問題的排查;陳瓊玉負(fù)責(zé)程序架構(gòu)、調(diào)整參數(shù)和程序改進(jìn);林漢斌和代夢喜則負(fù)責(zé)制作參賽技術(shù)報告文檔。楊樹峰老師則負(fù)責(zé)準(zhǔn)備實驗設(shè)施、硬件設(shè)施和場地,也要負(fù)責(zé)日常電路板電子設(shè)備的購買、對人員的管理以及組織開會討論。團(tuán)隊里明確的分工也使得智能汽車的設(shè)計不斷地改進(jìn)。在設(shè)計的過程中,分歧和矛盾是無法避免的,但他們覺得這是件好事,正因為有不同的意見和想法,才能有更多的創(chuàng)意,才能夠使他們不斷地進(jìn)步。在備賽階段,開過很多場大大小小的討論會,每個人都可以提出自己的意見和想法,和老師們一起探討,以此來確定是否可行以及哪些方面需要改進(jìn)。
對于這次的工程實踐活動,牛繼高老師認(rèn)為學(xué)生的動手能力,主動獲取知識的能力,發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力以及團(tuán)隊協(xié)作的能力都是至關(guān)重要的。牛老師除了在技術(shù)上不厭其煩地給他們講解,甚至還親自去實驗室?guī)椭麄冋{(diào)劑各種參數(shù),有的時候還會陪他們通宵。為了提高整體實力,他們放棄了業(yè)余休息時間,完全沉浸于這個項目之中。參賽學(xué)生和指導(dǎo)老師加班加點(diǎn),幾乎犧牲了所有的課余和節(jié)假日,克服了一個又一個的技術(shù)難關(guān)。對于他們來說,熬夜成了一件很平常的事情。
做最好的準(zhǔn)備 做最壞的打算
在設(shè)計和制作智能汽車過程中,每個參數(shù)和零件都是至關(guān)重要的,他們絲毫不敢馬虎,不斷地調(diào)試,不斷地修改。車速從0.8m/s開始修改參數(shù),每隔0.1m/s不斷往上加;在系統(tǒng)硬件電路方面,采用模塊化分類管理,每個模塊上都有相應(yīng)的LED燈,對于相應(yīng)的某個模塊出現(xiàn)的問題,能夠準(zhǔn)確地辨別,及時處理。經(jīng)過反復(fù)實驗與修改,確定了最終的電路圖。而在智能車機(jī)械調(diào)整方面,首先考慮的是車身重心的布局,力求在加固前瞻的同時,減少前瞻的重量,使得重心分布較靠后,方便之后重心的調(diào)整,將轉(zhuǎn)動慣量降低最小化,從而車子在轉(zhuǎn)彎時更加迅速、靈敏。在智能車控制算法設(shè)計方面,采用了編寫采集函數(shù)SC_black_Init(),控制AD采集某個通道(對應(yīng)某個電感)的電壓值,然后讀出該值返回給函數(shù)。通過使用C語言編程,采用比賽推薦的開發(fā)工具調(diào)試程序,在不斷的編寫調(diào)試中,最終確定了一套比較穩(wěn)定的程序。
“學(xué)生有時半夜打來電話,說白天的問題解決了,車速又提高了……”采訪中牛繼高老師這樣對記者說道,喜悅之情難以掩飾。在比賽前三四天的時候,當(dāng)時正處于暑假期間,學(xué)生們每天都調(diào)試賽車到凌晨4點(diǎn),但是沒有一個人喊苦和累,讓牛老師也深深地為之感動。
智能汽車比賽主要考驗的是智能汽車的各項性能是否平穩(wěn),在賽前比賽選手只知道賽道是由一些圓弧道和直道隨機(jī)拼湊起來的,具體賽道圖是交車后才能知道的。這次比賽中大賽組委會特別設(shè)計了直角彎、銳角彎、十字彎、小坡道、大坡道等來考驗智能車的穩(wěn)定性,與此同時跑道間距也相當(dāng)近,極易發(fā)生竄道的現(xiàn)象,對車子的性能提出了更為嚴(yán)苛的要求。
比賽是6次機(jī)會制,上午3次,下午3次,如果第一次試車失敗,則還有兩次機(jī)會,但如果第1次比賽成功,剩下的兩次機(jī)會就作廢。每一年比賽,賽道都不一樣,總會有幾個令人意想不到的元素,上午失敗的隊伍很多,而上午的失敗會直接影響到下午的比賽?!氨鈽O速”隊則采用了最穩(wěn)妥的方案,在下午進(jìn)行沖刺。比賽前他們就認(rèn)真地進(jìn)行了籌劃,對各種情況都做了充分分析并準(zhǔn)備了應(yīng)對方案。最終憑借著平穩(wěn)的性能和縝密的策略,獲得全國二等獎,這和他們的努力和齊心協(xié)力有著密不可分的關(guān)系。
采訪中王金鵬坦言,沒有想過會取得全國二等獎的好成績,不過他認(rèn)為成功并非偶然,平時做的各項工作,各個細(xì)節(jié)都是精益求精,照著最高的標(biāo)準(zhǔn),做最好的準(zhǔn)備,做最壞的打算。他們認(rèn)為這次比賽是學(xué)習(xí)的過程,成長的過程?!皩κ謱嵙Υ_實很強(qiáng),賽車做得很精致,很多機(jī)械結(jié)構(gòu)做得也很巧妙,布局渾然天成,感覺很有靈性一樣,還運(yùn)用到了很多高科技……”他興致勃勃地講道。他們認(rèn)為自己還有很多不足的地方,在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面和控制算法方面,目前只是實現(xiàn)了初步的功能,僅僅保證了完成比賽,以后則需要為智能汽車添加更多的功能,跑出更好的成績。