大学生造地面航母 团队协作无人可敌

中国的无人赛车技术到底怎样？今年3月，在指导教师胡纪滨的带领下，北理工的无人赛车队开始研发一辆尺寸更大、外观更精美的无人车——“地面航母”。这艘“地面航母”无人车身上将被设计一个云台搭载无人机，内部放置一个可自由出入的小型机器人，让作“眼睛”的无人机与无人车协同起来。不仅如此，这艘“地面航母”还采用了四轮毂电机驱动、全轮转向、主动悬架、第一视角遥控等尖端技术。

难以想象，这样高性能的“地面航母”的外表竟被称为“丑小车”。的确，在量产车云集的展馆里，同是 参加第14届北京国际车展的“地面航母”有些显得普通了。然而，它是世界上第一辆无人驾驶大学生方程式赛车，目前已经初步具备独立电机驱动稳定性控制、第一视角遥控、环境感知与行人跟踪以及自主行驶四大核心技术。甚至，“丑小车”的某些关键技术指标已经达到世界先进水平。

“丑小车”由来

关超文是北理工无人赛车车队队长、该校机械与车辆学院研究生二年级的学生。谈及“丑小车”的诞生，他坦言，之所以下决心要造出这辆无人赛车，很大程度上是因为在德国比赛期间“受了刺激”。原来，去年8月，关超文和几名队友一起带着一辆电车去德国参加大学生方程式汽车大赛。在比赛现场，关超文发现，德国的电车技术已经达到了世界顶尖水平，相比之下，自己的电车有些“落后”了。

“当时，我们遭到了嘲笑。我们暗自下定决心，必须在无人驾驶尖端技术方面，实现弯道超车，明年8月如果还有机会来德国参赛，一定要弄一辆无人赛车出来，给他们看看。”关超文说。回到学校，队员们选择了一辆由北理工于2013年推出的“银鲨二代”电动赛车，以现有架构为基础，对其进行“无人化”改造，实现自主驾驶的无人赛车。

去年10月，他们以“无人赛车队”的名义面向全校各学院招收了50多位本科生和硕士生，正式组建研发团队，开始了无人赛车制造工作。

队员们提到，解决问题的第一步是要顺利实现遥控行驶技术，确保机械系统和信号系统的各项设备质量均已过关，“遥控试验是一个费时间、考验耐心但又不可能被跳过的阶段，挺难熬的”。目前该赛车已经能够非常顺利地实现遥控行驶，而第一视角遥控技术也成为这辆“丑小车”目前最为成熟的一项核心技术。

队员们说，目前这辆赛车从硬件角度来说已经完成了95%，从程序和软件上来说已经完成了80%以上，但是从试验测试的层面考虑，可能仅仅完成了60%，还是有很多方面需要完善的。

“丑小车”霸气变身

其实，作为一辆原理验证车，“丑小车”在硬件配置上已非常强大：它在动力方面采用轮边驱动双电机设计，峰值功率达到80千瓦；电池采用了磷酸铁锂的单体电池……然而，由于“原理验证车”在架构上存在局限性。于是，从今年3月开始，车队决定“另起炉灶”，正在研究另一辆尺寸更大、外观更精美、技术更先进的无人车。

在感知技术上，新车和“原理验证车”基本上是一脉相承的，但在机械技术和其他方面有很多创新与变化，比如轮毂电机技术、全轮转向技术、车身自主调节等尖端技术的应用。

可是，学生们的“野心”并没有停留在这辆新车上，他们还在进行一项最具突破性的技术创新——“无人机和无人车联动技术”。他们想要“用飞机去探路”，“因为飞机飞得更高，看得也就更高更远更宽阔，获取的信息肯定更充分”。“用飞机去探路”，就是尝试在无人车上设计一个云台，搭载无人机，让无人机去作无人车的眼睛，将看到的景象经过处理之后变成路径或者地图传回到无人车。

这辆让无人机和无人车协同起来、采用了轮毂电机驱动等高新技术的新车，被队友们称为“地面航母”，霸气十足。但是，队员们坦言，这一技术创新尝试面临着众多挑战，包括“无人机”和“无人车”之间的信号通信问题、距离问题、地图构建角度问题等。

今年3月，为了研发新的无人赛车和“地面航母”，无人赛车队进行了第2轮招新。目前团队总共有74人，其中有41名本科生，27名硕士生，6名博士生。目前，74名学生组成的无人赛车队被分为感知与导航、整车控制、动力电池、无人机、车辆平台5个研究组，共同解决难题。

目前，新的这辆“地面航母”已经在今年8月20日前下线，预计今年10月，升级版的“丑小车”还将出现在中国大学生方程式赛车比赛现场。