中國計量大學(xué)賽博-10(智能視覺組)隊員對于參加第十六屆智能車競賽進(jìn)行總結(jié)與展望。

01 賽后反饋

一、實驗室介紹

賽博智能車實驗室成立于2012年,隸屬于中國計量大學(xué)信息學(xué)院，歷來以技術(shù)為核心，以培養(yǎng)優(yōu)秀技術(shù)型人才和綜合性人才為宗旨，鍛煉學(xué)生實踐能力，并通過選拔去參加以全國大學(xué)生智能汽車競賽為核心的各項大型技術(shù)類競賽，不斷為學(xué)校、團(tuán)隊、個人爭奪榮譽。實驗室創(chuàng)辦以來，拿下全國獎項十余項和數(shù)不清的浙江省的省級獎項。

二、賽后總結(jié)

首先，在大二參賽就獲得不錯的成績,令我們感到意外和驚喜。當(dāng)初選擇AI視覺組也是因為該組別具有一定的挑戰(zhàn)性，更加能夠鍛煉自我。這一年的調(diào)車生涯對我們?nèi)M隊員的心理素質(zhì)進(jìn)行了多次考驗，令我們印象深刻的是省賽前幾天忽然的硬件故障,著實讓我們的心態(tài)受到了不小的影響。做智能車不僅僅是知識和技能的學(xué)習(xí)，也是對我們的心態(tài)和抗壓能力的考驗與提升。

三、芯片使用

我們采用的芯片是RT1064，功能十分強(qiáng)大，600MHz的主頻不用過于擔(dān)心主控芯片的代碼復(fù)雜度。另外,逐飛科技推出的最小系統(tǒng)核心板引腳功能也十分充足，即使我們花里胡哨地上了2.0寸IPS彩色屏幕,它依舊有足夠的功能引腳用來滿足打靶任務(wù)的外設(shè)使用。不過在使用過程中也遇到些問題:

1. 前中期我們沒有考慮供電時序問題，導(dǎo)致單片機(jī)和攝像頭同時供電時，需要給單片機(jī)復(fù)位才能激活使用。
2. 剛開始使用RT1064芯片的時候主要還是靠逐飛的例程，但是想做一些例程以外的嘗試就比較困難了，找不到中文版的芯片手冊，全程硬啃著實費腦子。希望以后可以多出一些基礎(chǔ)的教學(xué)之類的，拉低門檻。

四、NXP大學(xué)計劃

從老師層面來講，我們的帶隊老師是很希望能和NXP進(jìn)行合作的。在參加智能車競賽的這幾年，我們深刻領(lǐng)略到了NXP芯片的高性能，尤其是算力方面，與以往使用的芯片相比，具有高容量flash、RAM的優(yōu)點，我們也從中發(fā)現(xiàn)了NXP芯片的優(yōu)秀性能和無限潛力，我們實驗室老師更是將NXP的K60芯片設(shè)置為實驗室新晉人員培訓(xùn)專用芯片。另外,實驗室人員在參加其他技術(shù)類比賽的過程中,常常將NXP芯片作為項目開發(fā)核心芯片。和NXP合作，以競賽、項目為切入口，不斷去創(chuàng)新開發(fā)NXP芯片的應(yīng)用，可以讓學(xué)生更加深入的去掌握這些芯片的原理與應(yīng)用開發(fā)，拓寬知識面，對芯片類行業(yè)未來也可以有更貼切的了解。同時我們可以在校內(nèi)進(jìn)行推廣普及，這樣不僅可以讓更多的同學(xué)了解NXP芯片，也讓同學(xué)們?nèi)ブ匾曅酒袠I(yè)。

五、AI元素

組委會把AI融入智能車這個想法很好，順應(yīng)機(jī)器學(xué)習(xí)的時代大潮的同時提高國家相關(guān)人才率.但也許正是因為這是一次新的嘗試，我們感受到了比賽方想盡力降低比賽難度的誠心，從:one:增加紫色框方便我們對目標(biāo)的定位（雖然也有芯片算力受限的原因）到:two:逐飛發(fā)布例程模板和使用教程以及專門針對比賽的攝像頭mini，可以說為AI識別部分的鋪好了路。

對于openart,我們是”又愛又恨”，"愛 ?"是因為有了這個攝像頭，我們盡早確定了相關(guān)方案，避免了很多麻煩。"恨 "便是使用過程中出現(xiàn)的各種意外。由于使用不當(dāng)導(dǎo)致openart芯片損壞等故障，壞了好幾次也修了好幾次，前后累計總共買了4個。

1. 從通電開機(jī)或復(fù)位到進(jìn)入工作狀態(tài)往往需要10秒左右（不知道是不是只有我們有這種情況）;

2. 切換模型、圖像變化過快、切換畫質(zhì)等都會造成RAM溢出的問題;

3. 和上位機(jī)之間的兼容情況，有些情況下需要頻繁插拔數(shù)據(jù)線;

4. 可能還是受限于芯片的性能，在Openart上部署的模型的網(wǎng)絡(luò)層很難超過3層，否則開機(jī)便是死機(jī)┐(′-｀)┌

不過總的來說，OpenartMini這款產(chǎn)品對于比賽來說還是很有針對性的,對我們幫助很大。

六、機(jī)械結(jié)構(gòu)

--

我們隊伍里沒有專門負(fù)責(zé)機(jī)械結(jié)構(gòu)的人員，在車模的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,我們根據(jù)應(yīng)用需求和實際使用效果慢慢摸索和不斷修改。省賽前，我們隊伍把重心放在了任務(wù)要素的完成率,從而忽視了小車的行駛速度，所以攝像頭架得過高，導(dǎo)致重心偏高，速度稍快就容易發(fā)生彎道側(cè)翻。在省賽現(xiàn)場觀摩了其他車友的車模后，發(fā)現(xiàn)即使是低攝像頭也有很好的實現(xiàn)效果，于是省賽結(jié)束就開始連夜重構(gòu)結(jié)構(gòu)。我們在結(jié)構(gòu)上做了許多嘗試，一維結(jié)構(gòu)、二維結(jié)構(gòu)、補光措施、不同舵機(jī)等等，甚至還給openart上了一個顯示屏用以調(diào)試方便。最終搭建出了我們較為滿意的車模結(jié)構(gòu)。

我們的打靶瞄準(zhǔn)前期是采用openart抓框瞄準(zhǔn)，然后將坐標(biāo)信息傳到主控板來控制舵機(jī)。但是調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)這樣的方法受舵機(jī)角度精度影響較大，并且抓框的穩(wěn)定性難以保證。所以最后在學(xué)長的建議下我們在結(jié)構(gòu)上安裝了激光測距模塊測量靶子兩邊緣跳變點的距離和角度，再通過數(shù)學(xué)幾何直接算出靶心打角實現(xiàn)瞄準(zhǔn)，最終,打靶效果變得快準(zhǔn)狠。這也需要有相關(guān)模塊的使用經(jīng)歷，才能在備賽期間想到運用。不過在我們花大力氣把打靶最終優(yōu)化好了以后被通知沒有打靶項目了，實屬一大遺憾。

七、規(guī)則變動

受突如其來的疫情影響，全國總決賽變成了線上賽，還是有點可惜的，體會不到到總決賽現(xiàn)場的緊張刺激,也無法公費旅游了呢哈哈。電賽宣布被取消的那段時間，天天凌晨還盯著卓老師的公眾號，唯恐錯過某些重要通知。不過最后智能車比賽依舊能如期舉行，已經(jīng)足夠幸運了。

八、賽提建議

• 智能視覺組是第十六屆新增加的組別，可能是組委會出于降低難度的考量，從比賽規(guī)則和現(xiàn)場執(zhí)行效果來看還是有些地方能鉆漏洞。例如肉眼就可以分辨靶子的左右方位然后按鍵寫入單片機(jī)進(jìn)而跳過AP碼的識別。所以光從這一點來看可以在賽道兩邊都放上靶子之類的方式。當(dāng)然,下一屆也不必拘泥于一定要打靶。

• 如上所述，如果不打靶，視覺組的車模可以選擇麥輪車，因為麥輪車能做的動作更加豐富和自由，例如順逆時針原地轉(zhuǎn)動代表識別結(jié)果的顯示表達(dá)。這里只是提供一個不成熟的思路，還是認(rèn)為打靶的難度和觀賞性更高。

• 對于圖像分類的問題，我們在實際比賽準(zhǔn)備的過程中感覺缺少對模型泛化能力的體現(xiàn)。因為國賽的時候，我們用來訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集是逐飛科技提供的比賽軟件里出現(xiàn)的圖片,最后訓(xùn)練出來的模型就變成了對固有圖片的簡單記憶，針對比賽而言，過擬合才是正道。而真正的AI應(yīng)當(dāng)是能預(yù)測陌生數(shù)據(jù)集的分類，所以下一屆智能視覺建議可以注重模型泛化能力的考察。