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當(dāng)前位置:北京研華興業(yè)電子科技有限公司(研華科技)>>技術(shù)文章>>無人駕駛方程式賽場上的競速王
掙脫束縛,掌控由我。這恐怕是令人著迷的根源所在。當(dāng)無人駕駛、AI人工智能、新能源汽車這些自帶燃點的元素被融入到方程式比賽中,誰又將主導(dǎo)這場炫酷的極限運動?
征戰(zhàn)四方:MIC-7700工控機(jī)助萬得無人駕駛車隊屢創(chuàng)佳績
作為人才培育的搖籃和前沿科技的驗證平臺,高校賽事一直是萬眾矚目的焦點。2019年11月,遼寧工業(yè)大學(xué)萬得無人駕駛車隊獲中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽全國總冠。萬得無人駕駛方程式電動比賽在車檢環(huán)節(jié)中*通過全部車檢,并在八字環(huán)繞、高速循跡測試以及操控性測試中表現(xiàn)優(yōu)異。隨后,萬得無人駕駛車隊的研究成果還獲得了"第十四屆中國研究生電子設(shè)計競賽"全國一等獎和"遼寧省青年工業(yè)設(shè)計大賽"技術(shù)融合獎。"這些成績的背后,離不開研華科技強(qiáng)有力的支持。"萬得無人駕駛車隊的隊長武霖感嘆到。
無人駕駛方程式是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下綜合計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和智能控制技術(shù),實現(xiàn)自主駕駛并應(yīng)對極限工況的制式。無人駕駛方程式系統(tǒng)架構(gòu)分為感知層、決策層和執(zhí)行層,工控機(jī)是貫通三個層次的"神經(jīng)中樞",通過工控機(jī)分析采集到的數(shù)據(jù),得出參考路徑,通過控制算法,計算出前輪轉(zhuǎn)角,發(fā)送給整車控制器,整車控制器控制轉(zhuǎn)向電機(jī),帶動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向,從而實現(xiàn)自主跟蹤賽道的功能。
無人駕駛方程式面對的是錐桶賽道,雖然沒有普通道路的路況復(fù)雜,但是對控制精度和識別精度要求非常高。2017年9月,萬得無人駕駛車隊在方程式電動的基礎(chǔ)上開始挑戰(zhàn)無人駕駛技術(shù),"起初我們測試用的工控機(jī)經(jīng)??ㄋ?,直到更換了研華的工控機(jī),才真正實現(xiàn)了無人駕駛。"武霖回憶說,當(dāng)時為解決死機(jī)和藍(lán)屏的問題大家多方調(diào)研,發(fā)現(xiàn)一些優(yōu)的無人駕駛車使用的是研華科技的產(chǎn)品。2017年底,武霖找到研華科技的銷售工程師,雙方馬上展開密切溝通及交流。
"萬得無人駕駛車隊之前使用的工控機(jī)與前端設(shè)備無法有效通訊,也不支持大功率GPU,無法進(jìn)行大流量的圖像采集,比賽的準(zhǔn)備時間不多了,這些問題迫切需要解決。"研華銷售工程師將萬得無人駕駛車隊的需求反饋給技術(shù)團(tuán)隊商議解決方案,一個以研華科技嵌入式工控機(jī)MIC-7700為核心的無人駕駛車控制系統(tǒng)解決方案很快就形成了!"無人駕駛方程式電動車對于工控機(jī)的要求*,既要滿足狹小空間的尺寸要求,又要能夠抵抗顛簸、水淋等工況,重要的是快速而準(zhǔn)確地處理大流量外接設(shè)備的數(shù)據(jù),這項任務(wù)非MIC-7700莫屬。"研華工程師的信心得到了印證,在2018年中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽上,萬得無人駕駛方程式電動車脫穎而出,*參賽就取得了*三名的驕人成績。
MIC-7700工控機(jī)
性能穩(wěn)定:支持Intel 第六/七代Core i臺式機(jī)處理器,兼容大功率GPU
小巧節(jié)能:主機(jī)無風(fēng)扇設(shè)計,低功耗
擴(kuò)展性強(qiáng):模組化設(shè)計,豐富的I/O接口,支持多種外設(shè)協(xié)議
應(yīng)用廣泛:支持寬電壓輸入9 ~ 36 V DC;工作溫度支持-10~45度
穩(wěn)定可靠:IP40防護(hù)等級,隨機(jī)震動可滿足3 Grms @ 5 ~ 500 Hz
安裝靈活:壁掛式和桌面式安裝,適用于多種應(yīng)用場景
便捷易用:操作簡單,拆卸方便
擴(kuò)展進(jìn)化:無人駕駛方程式的"靈魂車手"
萬得無人駕駛車隊的無人駕駛方程式搭建了以高性能緊湊型無風(fēng)扇工控機(jī)MIC-7700為核心的控制系統(tǒng),采用WIFI模塊實現(xiàn)無線遙控,利用USB接口連接激光雷達(dá),增加2路CAN用于控制剎車和底盤。"MIC-7700支持新的Intel Core i桌上型處理器,能夠?qū)崿F(xiàn)高度靈活的擴(kuò)展能力和優(yōu)異的計算能力,確保了的高性能和耐久性。" 研華工程師介紹。
無人駕駛的技術(shù)難點在于大量數(shù)據(jù)的快速處理,首先是激光雷達(dá)的處理點數(shù)對CPU處理速度的要求*,其次是需要對高清圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理。2019年萬得車隊無人駕駛方程式更換了高精度雷達(dá),研華模組化工控機(jī)MIC-7700支持Intel Core 系處理器,激光雷達(dá)處理速度達(dá)60萬點/秒。"這個速度是一般工控機(jī)難以達(dá)到的,但是研華的工控機(jī)處理起來卻非常順暢,在各種極限測試中性能非常穩(wěn)定,我們賽前調(diào)試也非常順利。"武霖對MIC-7700工控機(jī)的優(yōu)異性能贊不絕口。
圖像識別是無人駕駛一直難以攻克的難題,工業(yè)相機(jī)經(jīng)常會因為光照問題造成誤識別,這時候就需要增加圖像數(shù)據(jù),以捕捉外部環(huán)境的細(xì)微變化。為進(jìn)一步提升車子性能,2019年,萬得無人駕駛方程式電動將一臺工業(yè)相機(jī)擴(kuò)展為兩臺工業(yè)相機(jī),大幅度減小盲區(qū)的同時也增加了成倍運算量,需要從軟件算法方面提升系統(tǒng)的響應(yīng)度。基于MIC-7700強(qiáng)大的兼容性和可擴(kuò)展性,研華建議萬得車隊為車子加裝11G的RTX-2080TI深度學(xué)習(xí)GPU顯卡,用人工智能技術(shù)完成兩臺1080像素工業(yè)相機(jī)的高清圖像識別。"MIC-7700是模組化結(jié)構(gòu),可以靈活擴(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu),加載了大容量GPU之后,圖像處理點數(shù)達(dá)到4000/s,完美解決了誤識別的難題。"研華工程師介紹。
"研華非常給力,兩年的合作時間里,無人駕駛從成型到升級,硬件全部裝配好,軟件也安裝完畢。甚至深度學(xué)習(xí)的方法,圖像集的訓(xùn)練方法,從哪里學(xué)習(xí),如何運用,都給予了非常細(xì)致的指導(dǎo)。"武霖對研華的服務(wù)也是贊不絕口。MIC-7700工控機(jī)以高性能數(shù)據(jù)處理功能和強(qiáng)大的兼容性做后盾,融合AI深度學(xué)習(xí)技術(shù),成為當(dāng)之無愧的無人駕駛方程式賽場上的"靈魂車手","依托MIC-7700工控機(jī)構(gòu)成的控制系統(tǒng),在架構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性、AI人工智能技術(shù)應(yīng)用、整車穩(wěn)定性等方面的獲得了評委團(tuán)的一致認(rèn)可,并在動態(tài)賽中以成績進(jìn)一步證明了自己。"升級進(jìn)化后的萬得無人駕駛方程式電動車不負(fù)眾望,在2019年的中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽中一舉*。
萬得無人駕駛隊榮獲2019年度中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽
*穩(wěn)定性:研華科技助力構(gòu)建堅強(qiáng)智能車網(wǎng)絡(luò)
無人駕駛為重要的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性,萬得無人駕駛方程式電動車是在比賽中*通過車檢的兩支車隊之一,這為比賽贏得了寶貴的調(diào)整時間!"當(dāng)我們的車通過車檢時,大家都為萬得無人駕駛車隊歡呼喝彩。"武霖認(rèn)為,能夠有如此令人驚艷的表現(xiàn),研華產(chǎn)品的穩(wěn)定保障功不可沒,"賽前準(zhǔn)備階段我們的調(diào)試非常順利,因此能夠有充足的時間模擬各種工況,這讓它能夠從容應(yīng)對兩百多項的檢測。"
高速循跡、8字環(huán)繞、直線加速三項是動態(tài)賽中無人駕駛技術(shù)的賽項,萬得無人駕駛方程式電動車在高速循跡單項比賽中取得一名。高速循跡賽項需要在賽道中跑三圈,在首圈時通過自動識別錐桶的顏色和位置高速通過,并標(biāo)記數(shù)據(jù)形成佳控制規(guī)劃,以快的速度完成后兩圈的路程。武霖說:"由于在賽前調(diào)試積累了各種極限工況的數(shù)據(jù),再加上我們的車子自我學(xué)習(xí)能力很高,展現(xiàn)了強(qiáng)大的穩(wěn)定性,在現(xiàn)場應(yīng)對時得心應(yīng)手。"
車的穩(wěn)定性還來源于可靠的整車數(shù)據(jù)通訊,研華為萬得車隊的MIC-7700工控機(jī)外接了CAN卡連接整車控制器,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。IP40的防護(hù)等級,以及堅固的機(jī)箱設(shè)計和鑄鋁散熱器提供震動和沖擊保護(hù),讓MIC-7700在比賽劇烈顛簸和震蕩中也能完美完成任務(wù)。
挑戰(zhàn)極限:只為更寬廣的未來
研華的高性能工控機(jī),為海量數(shù)據(jù)傳輸、存儲、分析提供基礎(chǔ),為靈活的選件組合方案提供支持,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI人工智能技術(shù)等*科技的應(yīng)用提供便利,并有效節(jié)省裝配時間和維護(hù)成本。目前,研華的無人駕駛方案已經(jīng)在物流配送、智能倉儲、農(nóng)業(yè)機(jī)械、公共交通、環(huán)衛(wèi)清潔、港口/礦山等特種車輛領(lǐng)域奔馳穿梭。正如武霖預(yù)測,無人駕駛技術(shù)經(jīng)過技術(shù)沉淀期,未來的推進(jìn)速度將更快。
承載青春與激情,關(guān)乎未來與夢想。2020年,萬得無人駕駛將借助MIC-7700嘗試拓展更多AIoT應(yīng)用,不斷提升系統(tǒng)功能。武霖也將步入職場,正式展開無人駕駛的商用研究。研華科技與遼寧工業(yè)大學(xué)的物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)共建實驗室項目正在有序展開。相信,研華科技與眾多高校的深入合作,將為無人駕駛培育更多的人才,并通過極限挑戰(zhàn)不斷積累,從而助力無人駕駛技術(shù)從低速到高速、從封閉限定到開放場景的逐步拓展。更多精彩,正在由我們創(chuàng)造……
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