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█ 大学生创新创业:“冰封极速”放飞的青春之梦

□ 记者 谷子菡

                   ——记第十届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛二等奖获奖团队

    编者按:全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是由教育部高等学校自动化专业教学指导委员会主办,面向全国大学生的探索性工程实践活动,是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,自2005年创办至今,已在全国30多个省市自治区近500多所高校普及。该赛事旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一,是教育部倡导的全国大学生课外学术科技A类竞赛。

    第十届全国大学生智能汽车竞赛经过东北、华北、华东、华南等八个分赛区激烈角逐后,由我校牛继高、杨树峰老师指导的陈琼玉、王金鹏、林汉斌、代梦喜四位同学组成的“冰封极速”队以华北赛区一等奖的优异成绩进入全国总决赛,最终获得全国二等奖。这是我校在该项赛事中首次进入全国总决赛并荣获国家级奖项。

                                            从零开始  向目标一步步前进

    由于正处夏季,加上数十个聚光灯的照射,使得场馆内比赛气氛达到白热化的程度,仿佛划一根火柴,热燥的空气就会燃烧起来。开始比赛时,参赛选手身上的每个细胞也都处于高度紧张的状态,他们表示虽然心里像揣了兔子一样,不停地咚咚地跳着,但却要努力让自己保持镇定,使得注意力能够更加集中到智能车上,没有人敢贸然说话,贸然动作,直到智能车通过设置的重重障碍达到终点后,队员们才长出一口气,再也按捺不住激动的心情,蹦着,跳着,欢呼着。这里就是气氛极其紧张的智能汽车的决赛现场。我校“冰封极速”队从去年11月份开始做比赛准备,由于没有往届比赛选手的经验可以借鉴,团队只能一切从零开始,参加比赛对他们来说是一次严峻的考验。没有现成的经验可以借鉴,他们靠平时去查找资料,周六周日利用双休日时间,向牛继高老师学习编程,从控制灯亮开始,到设计结构、组装车模、编写程序、运行调速,一点点摸索积累经验,不断地学习,不断地进步。

    对于一个团队来说,团队的协作精神是至关重要的。经过一段时间的学习之后,每个人根据自己的优势开始分工,王金鹏负责电路图的绘制、焊接以及问题的排查;陈琼玉负责程序架构、调整参数和程序改进;林汉斌和代梦喜则负责制作参赛技术报告文档。杨树峰老师则负责准备实验设施、硬件设施和场地,也要负责日常电路板电子设备的购买、对人员的管理以及组织开会讨论。团队里明确的分工也使得智能汽车的设计不断地改进。在设计的过程中,分歧和矛盾是无法避免的,但他们觉得这是件好事,正因为有不同的意见和想法,才能有更多的创意,才能够使他们不断地进步。在备赛阶段,开过很多场大大小小的讨论会,每个人都可以提出自己的意见和想法,和老师们一起探讨,以此来确定是否可行以及哪些方面需要改进。

    对于这次的工程实践活动,牛继高老师认为学生的动手能力,主动获取知识的能力,发现问题解决问题的能力以及团队协作的能力都是至关重要的。牛老师除了在技术上不厌其烦地给他们讲解,甚至还亲自去实验室帮助他们调剂各种参数,有的时候还会陪他们通宵。为了提高整体实力,他们放弃了业余休息时间,完全沉浸于这个项目之中。参赛学生和指导老师加班加点,几乎牺牲了所有的课余和节假日,克服了一个又一个的技术难关。对于他们来说,熬夜成了一件很平常的事情。

                                   做最好的准备  做最坏的打算

    在设计和制作智能汽车过程中,每个参数和零件都是至关重要的,他们丝毫不敢马虎,不断地调试,不断地修改。车速从0.8m/s开始修改参数,每隔0.1m/s不断往上加;在系统硬件电路方面,采用模块化分类管理,每个模块上都有相应的LED灯,对于相应的某个模块出现的问题,能够准确地辨别,及时处理。经过反复实验与修改,确定了最终的电路图。而在智能车机械调整方面,首先考虑的是车身重心的布局,力求在加固前瞻的同时,减少前瞻的重量,使得重心分布较靠后,方便之后重心的调整,将转动惯量降低最小化,从而车子在转弯时更加迅速、灵敏。在智能车控制算法设计方面,采用了编写采集函数SC_black_Init(),控制AD采集某个通道(对应某个电感)的电压值,然后读出该值返回给函数。通过使用C语言编程,采用比赛推荐的开发工具调试程序,在不断的编写调试中,最终确定了一套比较稳定的程序。

    “学生有时半夜打来电话,说白天的问题解决了,车速又提高了……”采访中牛继高老师这样对记者说道,喜悦之情难以掩饰。在比赛前三四天的时候,当时正处于暑假期间,学生们每天都调试赛车到凌晨4点,但是没有一个人喊苦和累,让牛老师也深深地为之感动。

    智能汽车比赛主要考验的是智能汽车的各项性能是否平稳,在赛前比赛选手只知道赛道是由一些圆弧道和直道随机拼凑起来的,具体赛道图是交车后才能知道的。这次比赛中大赛组委会特别设计了直角弯、锐角弯、十字弯、小坡道、大坡道等来考验智能车的稳定性,与此同时跑道间距也相当近,极易发生窜道的现象,对车子的性能提出了更为严苛的要求。

    比赛是6次机会制,上午3次,下午3次,如果第一次试车失败,则还有两次机会,但如果第1次比赛成功,剩下的两次机会就作废。每一年比赛,赛道都不一样,总会有几个令人意想不到的元素,上午失败的队伍很多,而上午的失败会直接影响到下午的比赛。“冰封极速”队则采用了最稳妥的方案,在下午进行冲刺。比赛前他们就认真地进行了筹划,对各种情况都做了充分分析并准备了应对方案。最终凭借着平稳的性能和缜密的策略,获得全国二等奖,这和他们的努力和齐心协力有着密不可分的关系。

    采访中王金鹏坦言,没有想过会取得全国二等奖的好成绩,不过他认为成功并非偶然,平时做的各项工作,各个细节都是精益求精,照着最高的标准,做最好的准备,做最坏的打算。他们认为这次比赛是学习的过程,成长的过程。“对手实力确实很强,赛车做得很精致,很多机械结构做得也很巧妙,布局浑然天成,感觉很有灵性一样,还运用到了很多高科技……”他兴致勃勃地讲道。他们认为自己还有很多不足的地方,在机械结构方面和控制算法方面,目前只是实现了初步的功能,仅仅保证了完成比赛,以后则需要为智能汽车添加更多的功能,跑出更好的成绩。