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• 第21届智能车竞赛中赛题中车模导航技术

01【智慧校园自动驾驶】

一、自我介绍

各位同学大家好！非常开心在这个暑期和大家相聚， 共同走进智慧校园自动驾驶的科技世界， 一起探索人工智能前沿技术的魅力。 先进行自我介绍了，我叫卓晴， 是清华大学自动化系教师。 这里呢有我的联系方式， 大家在今年暑期后面有任何需求，可以直接和我联系， 我在校内主要负责的课程， 包括有本科生的信号与系统， 研究生的人工神经网络， 以及校内同学实践活动的课程， 包括综合电子课程设计， 以及智能车技术创新与实践。 主要的科研方向聚集在智能信息处理， 其中包括图像处理以及人工神经网络， 此外，嵌入式系统以及工用电子， 也是我日常科研工作的一部分。 不过这里呢需要说明的一个我的社会服务工作， 那就是组织参与21年的全国大学生智能汽车竞赛。 这也是面向全国高校学生工程实践的一个重要的活动， 它从2005年由教育部委托全国高校自动化教职委开展的面向全国本科生的科技挑战赛， 实际上下面我给大家介绍今年。 为了能够使得大家对如何制作这个车模有更多的了解， 我也会讲今年智能车竞赛各个赛题中车模导航技术给大家进行介绍， 那便于大家在后面设计自己智慧校园中自动驾驶车模项目中的有所启发。

由于今天呢，我在河北邯郸，河北工业大学， 参与组织第21届全国大学生智能汽车竞赛。今天是他们开赛的第1天，有很多重要的工作，现场需要进行处理。 所以呢我无法直接通过线上会议跟大家进行交流， 因此我预先制作了这样一个介绍视频， 将这次活动的一些主要的，跟大家进行介绍。现在大家看到的就是往届全国大学生智能汽车竞赛现场的情况。 今年的比赛更是盛况空前。 7月份的是九个分赛区的比赛， 更精彩的全国总比赛将会在8月下旬进行。 当然了，如果届时大家能够来到现场观看，那也是一个非常不错的经历。

二、自动驾驶

针对暑期大学生进行一个交流活动中，开展关于智慧校园自动驾驶为背景的这样的一个见面会，给大家讲解一下现在人工智能、智慧驾驶以及具身计算等方面的进展，给出大家在活动中开展智慧校园自动驾驶活动的意义，形成一个 500 字的口述文稿，便于进行视频制作。

当下，人工智能技术正飞速迭代升级， 不再局限于虚拟算法与数据处理。 而具身计算作为前沿方向， 让AI真正落地物理场景， 通过感知、决策、执行一体化运作， 实现与真实环境的智能交互， 这也是自动驾驶技术的核心支撑。 如今智慧驾驶技术日趋成熟， 校园低速自动驾驶、无人配送、智能巡检等场景， 已经从科技概念走进现实生活。

我们本次以智慧校园自动驾驶为核心的暑期交流活动， 有着十分重要的实践意义。 首先，它能让大家跳出课本， 直观接触AI、智慧驾驶、具身计算的最新产业进展， 打破理论与实操的壁垒， 真切感受数字科技的落地应用价值。

其次，校园是绝佳的轻量化科创实践场景， 路况简单、场景多元， 非常适合我们大学生开展技术探索、创新尝试和交流研讨。 大家可以近距离观察自动驾驶的避障导航、智能调度等核心功能， 理解技术原理与产业逻辑。

最后，本次活动也是一次青春科创的历练。 我们以交流促成长、以实践拓视野， 既能积累智能网联、人工智能领域的实战认知， 锻炼创新思维与协作能力， 也能找准专业学习方向， 明晰数智时代的行业前景， 助力大家深耕科技领域、追逐科创梦想， 真正做到学以致用、知行合一。 接下来的八月份暑期交流活动中，就让我们一起沉浸式探索智慧校园的科技奥秘！

三、内容介绍

今年暑期的这个智慧校园自动驾驶的任务呢， 实际上是根据SUTD以清华大学校园的主要的干路拓扑结构， 结合两者之间的特点， 形成一个简化后的校园地图， 其中包括校园中的主要区域、道路、建筑群。 这张是根据清华大学的校园设计了一个带有多条支路的简化后的地图版本。 将来这个地图中还要融进SUTD 校园地图的元素， 形成一个综合的校园地图简化道路网络。 通过喷绘打印，可以形成在一间教室内的地面上水平的地图， 大家实际上在这样一个简化后的校园地图中， 通过小型的车模来设计自动驾驶车辆， 在地图上能够自动行进完成相应的行驶任务。 这里给大家展示的是一个运动比较灵活的三轮 来福轮的自动车模， 它上面配备了视觉传感器。 但是这种车模在平时的道路中呢， 它并不是一种主流的行进的车模类型， 它的特点是适合在小型的简化地图上， 能够零花地行进和转弯。 那与此对应的还有这款四轮的车模， 它与我们在实际中碰到的载货、载人的车结构是相同的。 只不过它有一个非常大的缺点， 就是它的转弯半径比较大， 在缩微地图上相对比较困难。 不过在大家看到这个车模上， 它在结构上采取了特殊的处理方式， 大大减小它的转弯半径， 这样就可以在简化后的校园地图上能够灵活行进。 对于大家来讲呢， 大家设计智慧校园中智能驾驶车模， 可以在上述提供的车模运行的机械基础上设计制作。 车模上面也给大家配备了相应的车模运动的驱动的电池、电机、各种传感器以及微控制器开发板。 它能够感知在地图上的位置以及地图上面所对应的一些建筑物。 这样大家在这个基础上， 通过组装编程， 来设计实现智慧校园自动驾驶的车辆， 完成一定功能的智慧校园自动驾驶的应用。

要完成智慧校园自动驾驶车模的设计， 需要以下三方面的知识技能， 包括车门的运动控制， 车模上传感器进行环境感知， 以及将感知和控制结合在一起的微控制器软件算法。 因为大家暑期交流时间时间比较短， 所以关于车模运动控制相应的硬件制作， 现在都已经准备完毕， 大家只要使用它上面已有的电路便可以使得车模完成基础的行进功能， 但对大家来讲呢， 车模完成智能驾驶任务， 离不开它对环境的感知， 这与车模所要达成的自动驾驶的目的是息息相关的。 它如何能够识别正确道路，识别目标目的地， 以及识别行进过程中可能遇到的障碍等等。 这部分根据大家不同的驾驶应用来选择不同的传感器。

将车模运动控制和环境感知结合在一起的， 就是控制算法硬件平台。 但为了便于大家进行软件编程开发， 这么本身的软件开发工具， 将会使用大家熟悉的Python，C语言， 这样大家可以在较短的时间内来学习语言的编程， 通过提供的已有的底层应用软件， 开发自动驾驶控制软件。 今天接下来后面将会有车模制作提供商的技术人员给大家介绍这个车模的硬件和软件平台的主要特点， 开发技术资料以及编程平台等方面的内容。

如何来完成相应的任务， 以及使用什么的环境感知传感器， 其实是一个相辅相成的问题。 通常情况下， 需要根据自动驾驶的任务设计， 来选择合适的传感器， 使它能够精确的准确的完成任务。 但是由于这是一个缩微车模， 它只能使用一些特定简化传感器， 功能并没有像实际工程中传感器功能那么强。 所以大家在后面设计智能驾驶车模功能的时候， 也需要根据传感器的特点来进行合理的设计。 接下来的内容先给大家介绍， 缩微车模的硬件软件的特点， 大家在后面在了解一定的基础上， 再通过小组内同学们进行讨论， 设计你们关于自动车辆功能以及实现方案。 当然了，大家有可能对究竟车模上可以用哪些传感器完成哪些任务， 现在可能还是一个未知数。 所以我接下来的一段视频， 先给大家介绍一下全国大学生智能汽车竞赛中， 同学们比赛车模中究竟用了哪些传感器， 各自有什么特点？ 完成什么任务？ 通过介绍，抛砖引玉引引玉， 大家根据我介绍内容，反过来，来提出自己设计的智能驾驶车模的相应的功能， 并在后面线下，在实际的车模上加以实现。 我们后面还会有一个交流的机会， 届时大家提出自己的设计方案， 我们对于方案的可行性进行初步评估。 进行修改优化后， 在提供给你们的车模硬件和软件上进行初步准备， 这样就使得大家在完成开发过程中， 减少相应的困难和挫折。

■ 相关文献链接:

• 第21届智能车竞赛中赛题中车模导航技术-CSDN博客