北理工無人駕駛方程式車隊：圓一個「賽車夢」

    北京理工大學蓮花無人駕駛方程式車隊獲得2022中國大學生無人駕駛方程式大賽冠軍。北京理工大學蓮花無人駕駛方程式車隊供圖

    「獲得全國總冠軍的是——」

    「北京理工大學！」

    2022年9月21日，安徽合肥。主持人的聲音在比賽場館中迴蕩，候場區緊跟著響起一片熱烈的掌聲。

    北京理工大學蓮花無人駕駛方程式車隊的成員們興奮不已，一起抬著愛車，歡呼著衝向領獎台。

    這是車隊繼2017、2018、2020和2021賽季之後，第5次站上中國大學生無人駕駛方程式大賽（FSAC）的最高領獎台，也是在該項賽事中首次實現三連冠，創造了歷史記錄。

    這支創建於2015年的車隊，每年都會吸引來自北京理工大學機械與車輛學院、精工書院、徐特立書院等各個學院的本、碩、博學生，是一支以「大學生無人駕駛方程式大賽」等各類創新創業大賽為牽引，瞄向無人車輛高端技術前沿的科技創新團隊。

    從圖紙到賽車

    在北京理工大學良鄉校區工程訓練中心，有個擺滿各種零件的工作室，「灰鯊」系列賽車就誕生於此。

    「熱愛」幾乎是所有隊員加入車隊的初衷，他們的夢想很純粹，那就是設計並製造出可以平穩且快速跑動的賽車。

    製造一輛賽車從圖紙設計開始。車隊通過分析上一賽季中出現的問題，確定每個模塊的最佳位置以及需要的零件數量和尺寸。「一輛方程式賽車一般需要幾千個零件，大部分都由我們自行設計。」車隊隊長、機械與車輛學院2023級碩士研究生馮恒陽介紹。

    有了圖紙，便可以著手實操。從編寫代碼、建模仿真，到製造機械、組裝車輛，再到最後的車輛調試，各種挫折和挑戰接踵而至。

    「在工作室坐一整天都找不到電路板故障的原因是家常便飯，短短的幾行代碼有時甚至需要改幾天。」以馮恒陽所在的電控組為例，電路板無法工作、圖紙與實物不符、代碼無法運行等等，都是十分普遍又較難解決的問題，這當中牽扯到許多因素，只能通過不斷試錯，一點一點調整、一點一點改進。

    每次的試車環節都恰好趕在酷暑，夏日的陽光炙烤著隊員們的臉龐，汗水順著額頭滴落。他們有的蹲靠在牆角，不停敲擊鍵盤；有的圍繞在賽車旁，不斷測試零件，當賽車「嗡」地一聲發動引擎並向前行駛時，之前所有的焦慮、迷茫瞬間煙消雲散，取而代之的是車隊成員眼神里洋溢的幸福和喜悅。「從電腦圖紙到成百上千個小零件，再到成為一輛真正的賽車，這個過程令我們十分有成就感。」馮恒陽說道。

    從個人到團隊

    有人操作賽車的按鈕和旋鈕，有人負責向球證展示材料，有人協助主操縱員完成一些任務，還有人在外場隨時待命……這是車隊在比賽中過車檢的場景，也是車隊團結合作的縮影。

    造一輛賽車並不容易。幸運的是，這不只是一個人的目標，而是整個車隊的夢想。

    「這不是一場單打獨鬥，而是車隊里機械、電驅動、電控、無人系統四個技術組別的共同合作。」有了機械組設計的轉向、製動、懸掛等機械部件，賽車才有了「身體」；有了電驅動組設計的電機控製器和電池箱，賽車才有了「心臟」；有了無人系統組設計的無人駕駛系統的算法，賽車才有了「大腦」；而電控組則用線束設計，像「神經」一般將賽車各個部分串聯起來。

    當遇到問題時，大家也是一起商量著解決。馮恒陽說：「當遇到不合理的情況時，有人會用萬用表測量關鍵部位的電壓值，與理論計算的值進行對比；還有人會查看原理圖，分析哪些條件下會出現關鍵的電壓變化，並進行相關計算。綜合分析後，大家會檢查銲接是否存在問題，或者是否有元件損壞等。」將賽車內部複雜且眾多的線路精確匹配每一個插頭，一個人的力量是不夠的；採集賽車狀態與其對應輸出信號之間的關係，也需要多人配合。

    對馮恒陽來說，「團結的拚搏精神」是車隊帶給他最寶貴的財富。

    從獨贏到共贏

    車隊的目標，不僅是贏得比賽，也是為了在無人駕駛領域實現技術創新，讓世界看到中國青年的力量。

    車隊通過開源簡單穩定的算法，構建開源數據集FSACOCO，幫助參與大學生無人駕駛方程式賽事的車隊在無人系統層面共同發展、共同進步。據馮恒陽介紹，自數據集開源以來，FSACOCO數據集已被多家車隊使用，並得到了來自福州大學、北京航空航天大學、西華大學、湖南大學等高校的數據集支持。團隊通過開源數據平台進行目標檢測算法的訓練，在感知效果方面取得了顯著的進步。

    「極致的性能、穩定的控制、可靠的駕駛」是車隊一直以來的追求，從「灰鯊pre」到「灰鯊Ⅵ」，賽車的性能每年都會提升。

    車隊陸續突破了模塊化全線控底盤與動力學控制、無人駕駛系統虛擬樣機全棧仿真等關鍵技術，賽車的速度、可靠性和控制的準確性、穩定性等取得了大幅優化。

    馮恒陽介紹，在這個賽季，車隊將繼續在「感知」「控制」「規劃」方面下功夫，通過提升車輛避障能力、修正偏離軌道的靈敏性以及提升規劃路線的精確度，進一步提升賽車的速度和穩定性。

    車隊走過8年，陪伴和見證著每一名隊員的成長。

    在這裏，他們接觸到各種各樣的專業知識，還有課堂之外的技能實踐，對行業也有了更加立體的認識，不少隊員都因此有了更明確的目標，將「熱愛」延續了下去。身為隊長的馮恒陽轉讀車輛工程專業的碩士，主攻無人駕駛領域；很多已經離開車隊的前輩，也在不同的地方進行無人駕駛領域的創新研究。

    眼下，2023「蔚來杯」中國大學生無人駕駛方程式大賽即將開啟，這支來自北理的團隊也將繼續用熱愛去描繪創新的青春底色。

實習生 楊紫琳 範子菁 中青報·中青網記者 畢若旭 來源：中國青年報

2023年09月22日 07 版