奧格斯堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)車隊(duì)是大學(xué)生方程式汽車大賽世界紀(jì)錄的保持者

奧格斯堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（“奧大”）StarkStrom車隊(duì)制造的無人駕駛電動(dòng)借助kistler速度傳感器，確保連續(xù)、地采集位置和速度數(shù)據(jù)，這是奧大大學(xué)生車隊(duì)保持當(dāng)前加速類項(xiàng)目世界紀(jì)錄的主要原因之一。

大學(xué)生方程式汽車大賽是歐洲針對青年工程師的賽事。兩年前，大賽增設(shè)純電動(dòng)單座無人駕駛汽車競賽項(xiàng)目。奧大StarkStrom車隊(duì)從一開始即參加這一項(xiàng)目比賽，并在上賽季取得了加速類項(xiàng)目世界紀(jì)錄的好成績。在這一賽項(xiàng)中，以快的速度，在三米寬、兩旁設(shè)錐形路障的跑道上跑完75米，然后緊急剎車，讓停下來，并且保持剎車后行駛的距離不過100米。2018年，奧大車隊(duì)在霍根海姆賽道的賽段時(shí)間和高車速分別為4.267秒和95公里/小時(shí)。

 奧大車隊(duì)幾周前在銀石賽道獲得了三項(xiàng)綜合排名的總guan軍，除了獲得“加速賽”單項(xiàng)目guan軍，其他兩項(xiàng)是“Skid Pad”（水平八字繞環(huán)）和“賽道賽”（直道、彎道、S形彎道等組成的賽道）。2019年起，大賽將增設(shè)“汽車越野賽”項(xiàng)目。銀石賽賽前四周，kistler為車隊(duì)提供了Correvit SF-II對地光學(xué)速度傳感器。“kistler傳感器幫了我們大忙。Correvit SF-II結(jié)合慣性導(dǎo)航測量裝置（IMU）可以提供的位置數(shù)據(jù)，同時(shí)不受輪胎滑移影響，彌補(bǔ)了GPS易受干擾的缺點(diǎn)，”Mathias Pechinger解釋道。Mathias加入車隊(duì)已經(jīng)六年，一直擔(dān)任隊(duì)長。他正在攻讀應(yīng)用研究學(xué)位，專攻無人駕駛汽車領(lǐng)域，并且即將畢業(yè)。“多虧了kistler傳感器的速度信息反饋，我們才能一次性地通過制動(dòng)測試。”

高精度測量技術(shù)——成功的條件

在本賽季重要、競爭激烈的霍根海姆賽道比賽中，StarkStrom車隊(duì)勇奪第四名，并保持加速類項(xiàng)目世界紀(jì)錄。奧大電氣工程系教授、工程學(xué)Carsten Markgraf強(qiáng)調(diào)了此次比賽成績的重要性：“對于像奧大這樣的小型大學(xué)而言，能與慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）等名校強(qiáng)隊(duì)同臺競技，并取得如此好的名次，非常了不起。”而這一好成績的取得需要自動(dòng)駕駛環(huán)境感知、路徑規(guī)劃等方面的專業(yè)技術(shù)知識。為此，StarkStrom車隊(duì)為配備了激光雷達(dá)和攝像系統(tǒng)：對兩者采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可以確定賽道位置，并保證不偏離賽道。在2018賽季，車隊(duì)為選用了D-GPS設(shè)備來測定車輛的位置，但該設(shè)備啟動(dòng)緩慢，而且隨時(shí)會出現(xiàn)故障。“但是，kistler傳感器采集的數(shù)據(jù)可以很好的彌補(bǔ)GPS信號容易丟失的缺陷，”負(fù)責(zé)攝像系統(tǒng)的隊(duì)員Christian Scheglmann介紹道，他也正在奧大攻讀應(yīng)用研究學(xué)位。

哪些因素促成車隊(duì)取得如此大的成功？首要因素是全身心投入電動(dòng)車輛應(yīng)用研究并參加非營利性社團(tuán)StarkStrom Augsburg的學(xué)生們。該社團(tuán)利用企業(yè)提供的資金和設(shè)備贊助，幫助青年工程師們將專業(yè)知識在賽道上付諸實(shí)踐。Pechinger表達(dá)出了整個(gè)車隊(duì)對大學(xué)生方程式汽車大賽的看法：“能夠保持世界紀(jì)錄，我們當(dāng)然很自豪，但是這并不是主要的，學(xué)到新東西才是我們的主要目標(biāo)。這也是我們選擇將‘比賽不是為了跑得更快，而是為了增長才智’作為大學(xué)生方程式汽車大賽中口號的原因。”

青年工程師的責(zé)任擔(dān)當(dāng)

雖然Markgraf教授可以為學(xué)生們提供指導(dǎo)，但是整個(gè)車隊(duì)采用企業(yè)式架構(gòu)，大多數(shù)職責(zé)都由學(xué)生自行承擔(dān)。車隊(duì)核心成員包括電氣工程師、機(jī)電專家和IT專家，還有同樣重要的商業(yè)經(jīng)濟(jì)分析師。Markgraf教授說：“在車隊(duì)中，很多學(xué)生不畏艱難，他們?nèi)〉昧烁咚降某煽?，而且還拓展了個(gè)人的視野。他們中的大多數(shù)與其所學(xué)的課程直接相關(guān)，他們將所學(xué)的知識付諸實(shí)踐，加深了對知識的理解。”

奧大車隊(duì)的為微型經(jīng)典單座，時(shí)也可以安排一名車手駕駛；該是在奧格斯堡制造而成。Scheglmann指出，該無人駕駛功能是在機(jī)械和電子架構(gòu)基礎(chǔ)上新增的。“無人駕駛比傳統(tǒng)復(fù)雜得多。無人駕駛不僅要具有很，而且還要具備新增的額外功能。”關(guān)于大學(xué)生方程式汽車大賽，Pechinger補(bǔ)充道：“大賽要求嚴(yán)格，甚至連入場都有嚴(yán)格的要求，例如，入場前進(jìn)行制動(dòng)測試。很多車隊(duì)在這一關(guān)已經(jīng)敗下陣來。畢竟，大家都不希望自己投入大量時(shí)間和精力制造的由于剎車失靈而撞到墻上！”

精度高、高度集成、小的測量零飄

kistlerCorrevit SFII傳感器每5毫秒通過CAN總線傳輸一次實(shí)時(shí)車速（x軸和y軸），再結(jié)合慣性單元，每2 毫秒計(jì)算一次與起點(diǎn)的相對位置。這對完成StarkStrom車隊(duì)拿手的加速賽和Skid Pad項(xiàng)目再合適不過。“kistler傳感器通過夾具安裝在上，僅需兩三天就可以和集成到一起，”Scheglmann回憶道，“我們一開始并不清楚傳感器提供什么類型的數(shù)據(jù)，但后來我們認(rèn)識到我們只需要一次性集成即可。事實(shí)上，集成過程非常簡單，而且傳感器采集數(shù)據(jù)的速度很快，而且整體運(yùn)作非常穩(wěn)定、可靠。”Pechinger補(bǔ)充說：“kistler傳感器提供的數(shù)據(jù)非常，幾乎沒有零飄，在短途運(yùn)行中幾乎提供可靠性的數(shù)據(jù)。”

正因?yàn)槿绱?，奧大車隊(duì)計(jì)劃2019賽季不再使用D-GPS設(shè)備。根據(jù)要求，奧大車隊(duì)僅采用kistler測量技術(shù)和慣性單元，或者采用kistler測量技術(shù)、慣性導(dǎo)航測量裝置和SLAM算法（目前正在開發(fā)之中），即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能。新導(dǎo)航裝置將于2019年春在柏油路上進(jìn)行大量測試。大學(xué)生方程式汽車大賽也在不斷發(fā)展，未來會推出更具挑戰(zhàn)性的新項(xiàng)目，進(jìn)一步提高比賽水準(zhǔn)。比賽的終目的不僅是為了讓無人駕駛汽車在賽道上競技，同時(shí)還為了有朝一日讓無人汽車真正上路。Markgraf教授總結(jié)道：“kistler傳感器是我隊(duì)學(xué)生的重要裝備，讓他們得以繼續(xù)開發(fā)的潛力。雖然時(shí)不時(shí)會有隊(duì)員離開，也有新面孔加入，但很明顯，車隊(duì)一直都在進(jìn)步：我迫不及待想要看看StarkStrom未來幾年能夠取得怎樣的成績。”