第十四届智能车竞赛规则浅聊
作者：互联网
以下文字摘自于ZNCZZ论坛，目的是用于交流。摘录未做任何删减，文中观点为作者的观点；文中内嵌商业推广信息，请大家自行判断。
这不是魔术，只是看到的是三维世界在二维视网膜上的投影
距离卓老师微信公众号规则提前公布已经过去了一个月+，经过大概一周的讨论和完善，也终于将比赛细则公布在了官网上，一直想简单聊一聊新规则，但是害怕公众号后面的询问和回复又会碰撞出规则更新的脑洞，便多等了些天。
通过这些天的沉淀，大的方向应该是不会有什么变化了，那就废话不多说，逐飞科技陪你聊聊“第十四届全国大学智能汽车竞赛”加个强调–“
恩智浦杯”。
总是指向右边的箭头
为什么要强调“恩智浦杯”：因为今年恩智浦不再强推某款MCU啦，甚至扩大会议上都没见卓大大提到金主有推荐某款芯片，只要是NXP或者原freescale的芯片都让参赛，也不再有数量限制，这貌似是头一回在主控上有这么开放的规则。
对于一个开放的比赛，应该有更开放的规则才能更好的贯彻落实 ”….，….，鼓励探索，追求卓越”的指导思想。
感谢恩智浦的赞助，让这么多赛车爱好者不用交报名费就可以赛车。
镜子里的箭头和实际箭头指向不一致
不再按传感器分类：这也是智能车竞赛诞生以来在传感器限制上最开放的一次。不再明确的按传感器分类和限制，需要参赛者通过多种传感器的应用相结合来完成更复杂的赛道任务。
比如仅仅依靠电磁引导就会撞上“横断路障”，需要结合摄像头或者超声波；再比如单纯依靠摄像头可能就过不了很骚的错位“断路元素”，需要结合电磁信号引导才能安全度过断路区，当然也可以通过主动旋转摄像头来寻断路区的赛道入口，两者相结合，也许就能有最风骚的走位。
你看到就是实际，只是在你的感知中从来没见过
总之，这一点的放开也算是离“智能车”这个名号更加接近，不再是简单的按传感器分组的寻迹竞速赛，虽然更优雅的寻迹走位也是智能车竞赛的魅力之一，但是更综合的任务才能和小学生玩的寻迹拉开差距，
不然小学生真以为本科生也就玩点红外对管黑白寻迹呢。
环 境不再强行要求室内遮光，规则中明确表示“一般会安排在室内场地，比赛过程中可能会有阳光直接照射，或者强烈的灯光照射”，对于五个室内的组别来说的确对赛车对于环境的适应能力提出了新的挑战。
圆和方的统一
其实这里也更加强调了多种传感器的相互配合，不再以某一单独数据作为寻迹的依据，当然一个性能更好的摄像头也是必不可少的，比如MT9V032总钻风摄像头，就很值得拥有，不知不觉植入一个广告，但是别看广告，看疗效，真挺好。
尺 寸 要 求今年在车模尺寸上也做出了有史以来最统一的规定。除了越野组，其他组别制作出的用于参赛的作品的外轮廓需小于
302520CM（长宽高），特别注意一下是 外轮廓。
这一点的改变同样是在强化上面提到过两次的目的，需要车模采集更多元的数据来确保稳定性，而不是盲目的追求速度，更多的追求算法的综合设计，从设计的美观性和实用性来讲也更贴近真实的应用。
奇异的汽车棚顶
以前的电磁组电感架子和车模真的太不成比例。想象一下如果一辆真车架着一根比自己都长几倍的杆子在路上狂飙，我能想到的只有喝了酒的吊车司机在干傻事。
所以这一点改变一定是进步的，降低了速度就降低了对轮胎的依赖，当然20CM高的摄像头不一定会降速，这也是比赛观赏性和技术性的相互妥协，不少人觉得去年的10CM太矮，今年的统一20CM也许正好。
旋转的螺旋线
以上大概聊了几个比较关键的针对6个组别的统一改变，接下来分别聊一聊各组别比较热门的话题，也给有些还没拿定注意做哪个组别的孩子们一点参考：
四 轮 组最传统的一个组别，也是最有速度观赏性的一个组别。经历过车模讨论风波之后车模也总算是定下来了，B、C车模任选。当然是推荐C车模啦，感觉都不用想，B车模的轮胎、舵机、前转向设计真的不想太费事。
往上滚动的小球
正如上面多次提到过，目的是让大家把更多的精力用到程序和算法设计上来，折腾车模真没太大意义，大胆猜测B车模在今年不会有多少比例，也希望能提醒车模厂家质量的重要性，不要认为这只是个小小的本科比赛就随便设计，还是需要用点心思的。
感谢卓老师的坚持，没有因为有人提出异议就改变初衷，这个决定一定是有利于参赛选手的，不再被软化剂泡轮胎和轮胎是否合规折磨的苦不堪言。
一直往上滚动的小球
当然这个组其实也不是“小白四轮组”那么简单啦。就比如上届的三轮组，大家都觉得简单，但是水涨船高，所以这届竞争最激烈应该就是这个组啦。同样也包含所有赛道元素，入门容易做精难，想拿国一应该是难上加难的挑战。各位加油吧，最后的速度与激情组。
建议传感器的选择上为总钻风摄像头+电感+超声波。（因为有摄像头，KEA资源不够，推荐使用LPC54606，用惯了K60的也可以选择K60，但是货源没那么充足了，到后面势必会涨价，LPC不仅性能更好，价格也更低，好买，更重要的是逐飞的LPC库已经开源啦，学习和使用起来基本没什么门槛了。
看完便觉得奇怪了
三 轮 组需要赛车能在直立和水平两种状态切换运行，比较新颖的玩法。
想要完成这样的动作，势必要求车模前段能更轻巧，所以规则在车模限制上也就比较开放，只要能保证和F车轴距相同。允许用D、E车自行改装，能工巧匠们请尽量发挥自己的想象力去测试验证。
个人推荐自行改装。F车的前轮太重，不利于姿态切换，还有很重要的一点。F车的后轮轮距小于D、E车，然而D、E、F的转向都是依靠差速。轮距越小，越容易转向翻车。再加上F笨重的车身，从速度极限上来讲，F车一定输给D、E改装车。
D、E车的选择差别就不是那么大了，个人推荐D车，具体为什么以前的帖子也讨论过，就不再赘述啦。
关于D车的改装我们测试过多种轮子，包括卓老师推文里提到的那几种，都不是很理想，还在寻找中。需要灵活，顺滑，质量还很轻的才能达到想要的效果。
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另外还需要注意一点：D车底板较短，加轮子需要延伸一点长度才能满足轴距和F车相同的规则要求；
关于D车的运行方向建议万向轮在前，因为今年限制了整车30CM的长度，转向轮在后，那么从车模后轮开始算，车模底板+架出去的杆子都是车模的前瞻，相当于没有浪费长度。
如果运行方向是万向轮在后，那么后面拖着跑的这一截相当于是浪费了长度。当然这是对于电磁传感器来说，对摄像头没什么影响。但是上面也多次提到，今年需要多种传感器相融合才能更好的完成比赛任务，所以电磁的前瞻也很重要。
对于三轮组的速度可能会有折扣。虽然单纯的三轮和两轮基本都已经达到了速度的巅峰，但是两种机械的结合会让两种运行状态都不能达到最理想，需要自己进行权衡和折中考虑，但是希望不要拦住各位大佬飙车依旧，毕竟是赛车，没有速度，哪来激情。
信 标 组采用首次引入智能车竞赛的麦科勒姆轮H车。除了车模比较新，其他方面的任务要求基本和往届比赛一致。无非信标灯多了一些，需要更加注意避障，避免车模撞上熄灭的信标灯影响灭灯速度。另外也取消了去年出现过一年信标灯上的超声波，的确也没多大必要。
其实卓老师早期对信标的比赛任务的设想挺好的，需要寻迹去灭灯，赛道也可以和其他组别共用，不必单独铺设。也许考虑识别信标的镜头和识别赛道的镜头是冲突的，也许考虑难度跨度稍大所以没引入这种设想，希望以后能找到合适的任务设定来再次引入，更新一下现在比较无聊的灭灯任务。
目前的规则来说，只要掌握了H车的控制方法，相对而言信标组的任务相对是没有多大变化的。
但是H车的确没那么好玩：4个电机，4路测速，该怎么办呢？
KEA不够，K60不够，LPC也不够，等等。LPC54606是有办法解决的，通过合理的资源配置实现了一颗LPC54606驱动一个总钻风摄像头，四个电机8路PWM输出。四路逐飞1024线迷你编码器测速。
大概思路如下：使用SCT模块输出PWM。SCT拥有10个事件通道，最多能输出9路周期相同但占空比任意的PWM（因为周期需要占用一个事件通道，因此最多只能输出9路）。
由于摄像头采集也需要占用一个事件通道，因此还能输出8路PWM，这样刚好能够用于控制4个电机的正反转。
然后ctimer就可以用于采集迷你编码器数据了，一共有5个ctimer都可以用于采集编码器数据。需要注意ctimer不支持正交解码，因此需要使用方向信号是高低电平的编码器，逐飞1024线迷你编码器，你值得拥有。
具体操作例程会开源致逐飞LPC库里，库更新时各位便可参考。有不少新人爱问信标组用什么摄像头好？我该怎么说，当然还是总钻风啦，据不官方的统计，上届信标的前15名有12支队伍都是用的总钻风摄像头，包括前3名（统计不一定完全准确但大抵如此）。
顺带提一句，H车跑起来真的挺吵（一楼有H车运动测试视频以及一点点控制心得分享），轮子上面的小轮子可能会松动，大家平时练习的时候记得多检查下。
双 车 组一辆水平运行，一辆直立运行。再次感谢下车模的不限制规则，B、C车和D、E车任选。车模选择上当然是推荐C+D啦。水平运行的车模不在赘述，参考上面第一个四轮组。
直立运行的车模建议和三轮车一样让车模底板的方向作为车头方向运行。在30CM长度限制下最大限度的利用好电磁前瞻。其实对于直立车来说，就算是用纯电磁引导，也能以很快的速度完成任务，甚至不需要用上摄像头。电感+超声波就可以完成，这样也算是主动降低双车组的工作量。
但是考虑到今年双车组可以5个人，如果没有酱油，组内余力较多，当然可以选择上摄像头。
一切都是为了学知识嘛，就不要在意麻烦与否，工作量都是可以克服和战胜的。
关于双车是选择交汇后继续行驶还是选择返回行驶，初步认为是继续行驶更容易点，当然根据赛道特点不同而定。我们假设这两辆车都基本做的很完美，那么四轮的速度一定更快，再结合交汇处在赛道所处的位置，有可能掉头返回更节省整体时间。
但是又要考虑掉头浪费的时间，直立车掉头的难度，所以在常规情况下，大胆猜测大多数人都会选择交汇后继续行驶。
另外，双车必不可少的便是两车的通信，怎样确保更短时间差去通过起跑线，通信就必不可少啦。欢迎选用逐飞即将推出的新版NRF模块，使用SI24R1芯片，具有高功率模式，模块设置功率为7db，使用串口即可完成配置，默认通信频率设置为2.5Ghz。可以有效避免wifi干扰，最高波特率460800，实测空旷无干扰环境速度可达40KB每秒以上，为你的双车通信保驾护航。
越 野 组因为去年西部赛某乘风大佬顽皮的玩一下，导致了去年国赛的室外组，进而催生了今年的室外越野组。
虽然已经公布了图片和购买方式，但现货车模还迟迟不能到位，希望两个车模厂家能尽快备好货。
相对来讲，室外越野的寻迹是比较简单的，电磁寻迹即可，如果不用摄像头，一块KEA128主控即可满足你的控制需求，剩下的就是如何狂野的飙车。
没有赛道，连尺寸都不受限制，随便改装，但狂野的同时要考虑户外场地故意设置的路坎、沙坑、水坑等更复杂的路况。不再是室内的高速公路，所以需要考虑电路板的防水防尘。
同时车模机械的越野性能也是比较值得研究的。你的设计是否耐操成为了一个重点，别跑着跑着这也掉那也坏的就不怨谁了。未知的东西都需要综合考虑进去，你的设计才能适应未知的赛场设置，野性的同时还很稳定。
全新的大尺寸越野车，全新的尝试，路边
小姐姐的惊讶、赞叹，没准还是撩妹神器呢，是否想立马做一辆越野车。不过刚才只是开个玩笑，小姐姐不会喜欢这些东东啦，最多看个热闹罢了，滚去老老实实调车吧，小姐姐什么的就别想啦。
节 能 组这届节能组的改变是比较颠覆的，不能使用轮子。没有轮子的车还叫车吗？
是不是很懵逼，无线充电还没搞明白呢，还得造没有轮子的车，还能存储不超过2000焦耳除开化学能有的机械能、势能、光能电池等进行辅助驱动，是不是感觉脑洞已经迷失了方向，是不是感觉稍不留神就会被其他大佬狂甩几条街。
没错，节能组才是本届最有挑战的组别，做的好的话真能甩对手几条街，也正是因为规则相对于其他组别的如此脑洞大开。真的说不好那种巧妙的行进方式更节能。
履带当然相对简单，但是履带的性能较差；爬行的结构复杂，如果是多个舵机的方式应该是不节能的，而且速度可能还不如履带；气垫说实话没有研究，不做评论。
个人觉得如果能把整体滚动做的好的话应该是一个不错的选择，但是制作难度相对可能也最大。滚动可以更好的利用惯性，能达到节能的目的。机动性能可以参考BB8（星球大战原力觉醒里面那个萌萌的机器人），虽然那是科幻片，但是等比例玩具已经不是新鲜事了，如果能做出这种设计，个人觉得会比较高效的完成比赛任务，真心希望能在十四届的赛场上看到类似的设计，很期待各位的表演。
废话大概就说了这么多，各位将就看看吧。有什么分析不合理的或者错误的或者你有更好想法的欢迎回帖交流，交流促进进步。
接下来准备入坑智能车的小孩子们，做好心理准备，
不要浮躁，踏踏实实，勤勤恳恳去敲代码，去画板子，去调机械，用追求卓越的心态去做好这件事。在这个过程中也许会经历很多彻夜解决问题的难熬，但是你遇到的问题越多，解决问题越多，你学到的一定越多，不做伸手党，“
永远不要轻视行动的力量”！
最后，双十二逐飞优惠活动继续，很有诚意的优惠，不假打！
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来个彩蛋，H车运动测试来一发，H车的基本控制方法说明书里都有，就不再详细说，这里推荐一个简单控制其按我们想法行走的方案：
先定义三个变量，分别为车模运行模式，车模需要运行的线速度，车模运行的角度。运行模式1为左旋转；运行模式2 为右旋转。其他运行模式 则按照设定角度运行.
前两个模式很简单，就是车模原地打转而已.第三个按照设定角度运行是重点，首先自己选择一个方向为0度，0度即车模的正前方，一个平面为360度。
根据设定的角度，首先应该确定四个电机的旋转方向，确定方向后根据设定的角度与设定的线速度再计算每一个电机的速度（线速度即为车模往某一个方向运动时的速度）。
运动测试视频中就是采用的这个方法，当然还采用逐飞LPC54606系统板+总钻风摄像头（摄像头在本次视频中未起到作用，提供一种安装思路，安装在正中间，方便旋转寻找信标灯）+逐飞1024线迷你编码器.
四路电机闭环控制，从视频中可以看出，H车噪音真的很大，而且这种结构很容易出现打滑，所以很容易出现方向偏离.
这种偏离也有办法解决，和平衡车的转向闭环类似原理。虽然还未验证，但预估加上一个ICM20602六轴陀螺仪闭环会大大提高H车的方向控制能力，为什么是ICM20602？因为比6050好啊。另外再提醒一句，H车抖动很大，建议固定摄像头用防松螺母。
抛砖引玉，更多更高级的玩法需要大伙儿自己去探索。只不过今年信标组的调车估计会被其他组嫌弃，真的太吵了，还不如换成四个E车轮子，结构都一样，想象一下，如果允许换成E车轮子，会有多暴力……
注：推文中的动图来自公众号“中科院物理所”中推文：日本数学鬼才幻象魔术，千万人都已经看瞎眼。
爱因斯坦说过，
教育的首要目标是独立思考，而非知识。因此，如果在此过程中你发现自己总喜欢相信自己的耳朵，听别人的；或者喜欢相信自己的眼睛，看别人的，则会落入陷阱。达不到培养独立思考的目的。
如果培养自己的独立思考能力呢？对于学习工程技术来讲，最好的方法就是
亲自去体验。去制作，编程，测试以及改错。
当然听别人讲，看别人做也是学习的过程，总比“
直接伸手要”要好。如果你发现自己的总喜欢伸手，那就将它们剁了吧。
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卓晴
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