第十六届全国大学生智能汽车竞赛设想

作者:卓晴博士，清华大学自动化系

更新时间：2020-08-17 Monday

 

 

01节能信标组

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卓大大，我有个想法：可不可以16届做“节能信标”，每个信标灯范围内是充电区域，信标灯亮起、车辆到达信标灯充电范围后预设一定的充电时间，再跑向下一个灯。还可以同时亮起多个灯，考察路径规划（节能）能力。（突发奇想）

 

02电动单车组

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卓老师，您好！我也通过您的公众号，了解智能车赛，了解这群有情怀执着追求极致的群体，受益匪浅。最近我也在关注各地区赛及评论，发现也出现一些创新的想法，如智能电单车，我对此也很感兴趣，博思母公司曾开发生产过多款玩具级遥控电单车，其与专业级智能电单车原理会有些区别。根据以往对电单车运动原理的认知，我认为智能车赛所设的电单车项目，应模拟人骑行（驾驶）的原理，即

1、能通过前叉左右控制和前行速度控制实现电单车的平衡稳定，这可通过倾斜前叉一个合理角度来实现，再进一步可通过调整电单车重心来帮助。

2、转弯控制，可通过主动（本能）侧移重心和转向来实现。

3、有些电单子喜欢在后轮内置高速飞轮，以起到惯性稳定和储能作用，但这样会降低赛事的挑战性，我认为不用加飞轮，后驱用无刷电机更好。

总结上述分析，智能电单车最好有3个电机：1个无刷电机作驱动，1个舵机控制转向，1个舵机控制重心。车模设计会有些难度，选手调试会有一定挑战。

上述是我对智能电单车的一些认识，请卓老师抽出指教。我们也愿意对电单车项目有些作为。

^{▲ 北京科宇公司提供的电动单车}

 

03赛道与磁道分离

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卓大大，我又来给16届赛题（瞎）出主意了。关于四轮组：除了菱形识别以外，可不可以改进一下14届的断路元素？之前断路是作为必选项通过，这次可不可以用电磁线从赛道弯道部分引出一条“近路”，高水平选手可以选择切换电磁去“抄近路”，基础选手也可以选择全程摄像头来保证完赛。“近路”的出口、入口都用路肩限制尺寸，保证一定的挑战性。

 

04广泛采用云端比赛模式

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在2020年的新冠病毒催生下的智能车云端比赛横空出世，并经过2020年暑期的不断摸索尝试下，可以考虑进一步扩展。

• 第十五届全国大学生智能车竞赛线上竞赛方案(草案)
• 全国大学生智能车竞赛线上高校组合申请通知
• 2020年全国大学生智能车竞赛华南赛区线上比赛高校组合
• 第十五届全国大学生智能汽车竞赛线上比赛流程规范
• 第十五届全国大学生华南赛区线上比赛日期安排

云端比赛的优势：

• 节省参赛队伍旅行和住宿的费用；
• 可以更加充分完成赛场的适应和准备； 也可以允许每支队伍参加多场的比赛；、
• 通过云端直播，加大了相互观摩和交流的机会；
• 全国竞赛可以集中精力和经费将总决赛办得更加精彩；

比赛前一天需要提供信息

1、比赛赛道现场、信标现场的铺设照片；

2、比赛直播网站的链接地址信息；

3、高校组合信息表格如有改动请发送最新的过来；

比赛后需要提供资料

1、现场全体队员合影；

2、队员签字及裁判签字确认的成绩表照片；

3、录有比赛成绩的比赛成绩表（可直接在高校组合信息excel文件中队伍信息表中最后一栏给出）；

4、车模检查表的电子档；

5、比赛直播录像下载地址。

比赛过程展示信息：

1、每场比赛现场观摩人数需要大于一定数值（比如500人）

2、对于比赛过程需要进行实时解说和播报，比如每次的成绩以及判罚标准；

3、为了使得云比赛观摩相对精彩，可以适当允许增加比赛前每支队伍的准备时间，但取得成绩的时间和次数都有限制，比如：只允许进行三次比赛（就像举重比赛）取最好成绩；

举行云比赛需要避免的问题：

1、提高比赛结果的可比性；比如通过循环积分等相对成绩来替代绝对成绩，避免比赛结果与环境、地点、时间相关联性；

2、提高比赛公平、公正、公开，避免局部弄虚作假；

3、避免参赛学校在时间、经费、人力等方面的费用；

4、在举行云比赛之前，需要对所有担任云比赛裁判进行培训、考核认证，避免现场裁判不标准造成评分混乱。

5、建议现场裁判与远程裁判共同给出成绩有效认证确认，车模检查确认，避免比赛内卷。

 

05车模拉力组

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车模竞赛已知是比赛速度，速度的对应物是距离。因此可以比赛在规定的时间（三分钟），比赛车模运行的距离。这种模式 也反映车模 的速度，同时也考察了车模的稳定性和可靠性。

 

06赛道模块标准化

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将赛道模块标准化，同时它们的组合又有着丰富的变化。这样的好处在于进行云端组合比赛的时候，不需要重新购置赛道材料和元素，只需要将平时的赛道进行拼接就可以完成。

在实际比赛的时候，可以将组合高校的赛道进行拼接组合成标准大型赛道，便可以满足云端比赛的赛道要求。只要控制赛道边界条件，便可以满足赛道的一致性。

^{▲ 决赛赛道拼接示意图}

^{▲ 两个预赛赛道拼接成一个决赛赛道的示意图}

 

07扩大AI应用组别

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卓大好，记得开始的时候AI电磁组的萌新们还在担忧AI跑不好而犹豫是否使用传统PID，现在经过浙江赛区的比赛来看，这个问题的答案已经毋庸置疑了。（仅抱有吃瓜态度无意引战，个人认为新东西学到还是赚到的）

1）通过AI技术，短前瞻确实获得了长前瞻的效果，这部分是由于个人实践以及看比赛各学校大佬的赛车情况，感触深刻……但我学疏才浅，也并不是很能说出个所以然来。个人尝试过短前瞻直接调舵机，过弯滞后性非常严重经常冲出赛道（我很菜）……

2）个人觉得可以尝试，能学一些新的东西对广大参赛学生而言是一件好事，若有小白组使用AI应当写在最后的技术报告里。但我也担心这项技术的出现使得赛场上更容易出现克隆模型、克隆车之类的。