全國智能車競賽的“變”中有“進”

 

■ 競賽起源


全國大學生智能汽車競賽起源於 2006 年,是教育部委託全國高等學校自動化大類專業教學委員會,面向全國大學生舉辦的課外複雜工程科技競賽活動。競賽以汽車自動駕駛爲背景,要求參賽隊伍結合在學校內所學的基本學科知識和技能,完成可以現場獨立運行的模型車作品,在保證完成規定任務下,比賽所執行的時間效率。競賽目標是彌補高校教育活動中,大學生在實踐環節、創新意識、團隊合作等多方面的不足。

▲ 全國大學生智能汽車競賽網站

▲ 全國大學生智能汽車競賽網站

到 2020 年競賽已經舉辦到第十五屆,每年參賽隊都非常關注組織形式和競賽題目的變化,今年也是如此。據清華大學自動化系教師、導航與智能控制研究所副研究員卓晴介紹,“競賽內容在保證本科生 3 人左右的團隊能夠完成的基礎上,每年也在不斷的推陳出新。既有面向新參賽的、低年級同學的基礎組別,也有面向高年級、多次參賽的同學的提高組別。特別是今年的賽題加入了使用機器學習的比賽組別,可以調動起同學們學習人工智能等技術的熱情。而且多家贊助企業給參賽隊提供配有傳感器的車模,學生使用的技術與當前工業界的智能駕駛技術更加接近。”

 

■ 本屆競賽的"變"


今年的賽競有兩個大的變化,一是贊助商由以往的獨家贊助變爲多家贊助,首次引入英飛凌、江蘇國芯(STC)、百度三家贊助商;二是競賽組別也做了調整,設置四個組別,分別是基礎四輪組、直立節能組、雙車接力組、聲音信標組,而且每個組採用的微處理器做了明確劃分,這樣劃分有三個目的:

第一,每個組別比賽任務各不相同,有簡單任務,也有複雜任務。同學們需要根據任務的不同來對嵌入式控制系統進行適當剪裁。不能千篇一律地使用高性能微控制器來解決同樣的問題,造成“大馬拉小車”的現象。規定不同的組別使用不同性能、價格的處理器,是爲了鍛鍊同學們面對多樣工程問題採用靈活的方案;

第二,由於智能車競賽每年一屆,通過更換每個組別所允許使用的微處理器,避免參賽隊重複使用往屆比賽的嵌入式電子系統控制方案,培養學生不斷學習、挑戰和探索的興趣;

第三,由於以往都是廠商獨家贊助,所以沒有根據組別劃分微處理器的要求。今年有了更多企業贊助,因此在單片機種類上給每個組別提供了更多的選擇。

今年,英飛凌和 STC 都是首次贊助全國智能車大賽的企業,關於贊助大賽的初衷,英飛凌汽車電子生態圈負責人張博對與非網表示,“英飛凌汽車電子始終把建設發展、開放、協作的生態系統作爲一項長期戰略進行投入。這個生態系統與智能車大賽聯繫起來,其自身所具備的資源和影響力將對智能車比賽未來的發展直接產生巨大的推動作用。這與傳統的商業贊助行爲不同,區別就在於無論從技術、產品、商業形態,或是從教育、知識普及、鼓勵創新等方面都具備多層次、多維度的推動與促進,而非單一的資金和產品支持。

▲ 英飛凌汽車電子生態圈負責人張博

▲ 英飛凌汽車電子生態圈負責人張博

我們希望和賽事組委會一起,從多方面爲大賽的組織和發展貢獻一份力量。智能車比賽的核心器件之一是單片機,作爲主控芯片,單片機是實現智能小車各種功能的基礎。長期以來,智能車比賽使用的單片機比較單一,英飛凌以及其它廠商的加入,能讓比賽的主控芯片更多元化,這樣也有利於高校學生掌握不同的技術平臺,接觸到最前沿的技術。”

STC 區域經理聶雙解釋,“近十五年來,STC 一直在推進全國高校的單片機原理和 C 語言開發課程的教學改革,從而提高學生的實際動手能力和創造能力。爲全面提升中國年青大學生的創造能力,促進中國高校教學改革,STC 已在全國各大高校建立了 1000 所‘STC 高性能單片機聯合實驗室’,贊助了各類高校電子設計競賽,希望通過贊助本屆全國智能車大賽,進一步提升年輕一代的創造力,爲中國汽車電子設計及應用領域培養更多優秀人才。”

 

■ 賽前準備已經“萬事俱備”


爲了讓競賽順利進行,從競賽組織方到贊助方都進行了有序的賽前準備。今年的比賽內容在 3 月份已經公佈,正式比賽通知和報名在五一以後公佈。卓晴老師總結,在比賽中,同學最常遇到的問題包括三大類:關於賽題內容的問題、比賽技術問題和比賽流程問題,組委會將通過在線交流的方式回覆同學們提出的各種問題。

針對本次競賽,STC 推薦了 STC8G 系列和 STC8H 系列兩個單片機平臺, STC8G 和 STC8H 系列單片機都不需要外部晶振和外部復位,均是 STC 產品中資源最優、性能穩定的明星產品。在相同的工作頻率下,STC8H 系列比傳統的 8051 約快 13.2 倍。STC8H 系列單片機是 STC 生產的單時鐘 / 機器週期(1T)的單片機,是寬電壓高速 / 高可靠 / 低功耗 / 強抗靜電 / 較強抗干擾的新一代 8051 單片機,超級加密,指令代碼完全兼容傳統 8051。

▲ 江蘇國芯科技有限公司(STC)創始人姚永平

▲ 江蘇國芯科技有限公司(STC)創始人姚永平

STC 公司對於支持各種大賽已經有十多年的經驗,而且類似規模的比賽年年都會贊助。據聶雙表示,“目前我們對賽事的支持進展順利,已經達到預期。今年最大的挑戰是由於疫情,大部分高校的開學時間還未知,學生在沒有導師的相關指導下,會出現過多的重複性技術諮詢。因此,我們對競賽的支持力度更大,先分組再分派任務到個人,以學校爲單位,以參賽隊伍爲單位,確保做到一對一服務,目前 STC 約有 40 多名工程師在線提供簡單的技術支持。”

從大賽的需求考慮,英飛凌除了資金贊助用於比賽場地、器材方面的支持之外,還會提供技術支持和樣片服務。英飛凌支持的樣片是 AURIX 系列的 TC264,據張博介紹,“贊助這款芯片主要考慮幾個因素:第一,從智能小車的參賽功能方面,TC264 可以滿足小車的基本硬件需求;第二,從同學們學習一款新的單片機角度考慮,TC264 也是比較適合初學者上手學習。TC264 與 AURIX 其它型號的產品都具有可延展性,同學們掌握了 TC264,未來使用更高階的 AURIX 產品,開發更復雜的應用時,會更順暢。同時,我們也協調了一定數量的電源芯片,配合單片機 TC264,推薦給同學們選擇使用。”

針對參賽隊的技術需求,英飛凌由汽車電子事業部的市場部門、技術部門和戰略商務項目部門相關同事組成了支持團隊,依託英飛凌汽車電子生態圈線上平臺,聯動線上線下爲大賽提供英飛凌相關的信息發佈和技術支持。

 

■ 克服疫情的壓力,確保比賽如期進行


由於疫情影響,今年的現場比賽會受到限制,因此競賽組委題給出了一些預案。卓晴老師介紹,由於參賽隊準備比賽時間的縮短,今年的比賽計劃安排在 8 月中下旬完成,即在 8 月份中旬進行分賽區的預賽,一週後進行全國總決賽,如果暑期比賽無法舉行,組委會會考慮將競賽安排在 2020 年年末寒假舉行。

另外,爲了減少比賽聚集影像防疫工作,比賽流程會做簡化。以往比賽會佔用四天時間,分別是報道、調試、預賽和決賽。簡化後,將比賽時間縮減到兩天,取消原來的調試過程和比賽的開幕式,在報道當天開始預賽,就按照先來後到的順序分批次進入競賽場地,完成車模預賽科目的比賽,該過程一直持續到第二天中午,在第二天下午完成決賽和頒獎閉幕式。

▲ 英飛凌汽車電子智能車競賽項目經理饒萌

▲ 英飛凌汽車電子智能車競賽項目經理饒萌

卓晴老師也表示,“到目前爲止,比賽籌備的確遇到了一些困難。比如疫情對各地高校同學返校的限制、承辦學校在暑期活動的變更、比賽經費的籌備等。無論遇到什麼樣的困難,我們競賽組委會還是計劃在今年暑期完成第十五屆全國大學生智能汽車競賽。”

針對疫情帶來的問題,英飛凌汽車電子智能車競賽項目經理饒萌介紹,“目前,英飛凌芯片的樣片發放、開發板的提供、前期的技術支持、線上培訓都是按照計劃逐步開展。由於同學們開學時間較晚,回校進行團隊協作、調試的時間有限;線下校內賽、預算和決賽的組織,也尚未定論。對於英飛凌而言,我們會配合祕書處,在保障安全健康的前提下,積極推動比賽的進程和項目的落實。”

目前,STC 也已經完成 200 多所高校的芯片郵寄工作(申樣學校在持續增多),而且參賽隊均已收到 STC 免費提供的芯片,參賽學員正在有序開發中。

汽車產業、教育環境、教育手段都在不斷髮生變化,爲了讓競賽在新工科的培養方面發揮更大的作用,競賽一直在變化中不斷演變。卓晴老師表示,在未來的比賽的組織中,一方面需要把比賽內容不斷與新技術的發展相適應;另一方面在比賽的組織形式方面更加靈活和高效;最後,在比賽的培訓、交流、和服務方面能夠更好的吸引大學生們的參與。

疫情確實帶來了諸多不確定因素,組委會會從實際情況出發,在保證參賽同學將康的前提下,實現比賽的公平、公正、公開。一方面要大膽嘗試新的比賽組織形式,不拘泥於往屆比賽的就有的經驗,充分利用國內網絡平臺推進比賽的進程; 另一方面,各個承辦分賽區、省賽區、總決賽的學校組委會充分協商,因地制宜開展比賽;另外,充分預估比賽過程中可能會出現的困難,做好預案,在比賽內容、評定標準、過程展示方面留有餘地,讓參加比賽的同學們能夠在參賽鍛鍊之後有更大的收穫感。

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全國智能車競賽的“變”中有“進”-控制器/處理器-與非網

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