奧格斯堡應用技術(shù)大學(xué)車(chē)隊是大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽世界紀錄的保持者

奧格斯堡應用技術(shù)大學(xué)（“奧大”）StarkStrom車(chē)隊制造的無(wú)人駕駛電動(dòng)借助kistler速度傳感器，確保連續、地采集位置和速度數據，這是奧大大學(xué)生車(chē)隊保持當前加速類(lèi)項目世界紀錄的主要原因之一。

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

 奧大車(chē)隊幾周前在銀石賽道獲得了三項綜合排名的總guan軍，除了獲得“加速賽”單項目guan軍，其他兩項是“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“汽車(chē)越野賽”項目。銀石賽賽前四周，kistler為車(chē)隊提供了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結合慣性導航測量裝置（IMU）可以提供的位置數據，同時(shí)不受輪胎滑移影響，彌補了GPS易受干擾的缺點(diǎn)，”Mathias Pechinger解釋道。Mathias加入車(chē)隊已經(jīng)六年，一直擔任隊長(cháng)。他正在攻讀應用研究學(xué)位，專(zhuān)攻無(wú)人駕駛汽車(chē)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(guò)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(chē)隊勇奪第四名，并保持加速類(lèi)項目世界紀錄。奧大電氣工程系教授、工程學(xué)Carsten Markgraf強調了此次比賽成績(jì)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）等名校強隊同臺競技，并取得如此好的名次，非常了不起。”而這一好成績(jì)的取得需要自動(dòng)駕駛環(huán)境感知、路徑規劃等方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識。為此，StarkStrom車(chē)隊為配備了激光雷達和攝像系統：對兩者采集的數據進(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(chē)隊為選用了D-GPS設備來(lái)測定車(chē)輛的位置，但該設備啟動(dòng)緩慢，而且隨時(shí)會(huì )出現故障。“但是，kistler傳感器采集的數據可以很好的彌補GPS信號容易丟失的缺陷，”負責攝像系統的隊員Christian Scheglmann介紹道，他也正在奧大攻讀應用研究學(xué)位。

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

青年工程師的責任擔當

雖然Markgraf教授可以為學(xué)生們提供指導，但是整個(gè)車(chē)隊采用企業(yè)式架構，大多數職責都由學(xué)生自行承擔。車(chē)隊核心成員包括電氣工程師、機電專(zhuān)家和IT專(zhuān)家，還有同樣重要的商業(yè)經(jīng)濟分析師。Markgraf教授說(shuō)：“在車(chē)隊中，很多學(xué)生不畏艱難，他們取得了高水平的成績(jì)，而且還拓展了個(gè)人的視野。他們中的大多數與其所學(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(chē)隊的為微型經(jīng)典單座，時(shí)也可以安排一名車(chē)手駕駛；該是在奧格斯堡制造而成。Scheglmann指出，該無(wú)人駕駛功能是在機械和電子架構基礎上新增的。“無(wú)人駕駛比傳統復雜得多。無(wú)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(chē)大賽，Pechinger補充道：“大賽要求嚴格，甚至連入場(chǎng)都有嚴格的要求，例如，入場(chǎng)前進(jìn)行制動(dòng)測試。很多車(chē)隊在這一關(guān)已經(jīng)敗下陣來(lái)。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(chē)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(guò)CAN總線(xiàn)傳輸一次實(shí)時(shí)車(chē)速（x軸和y軸），再結合慣性單元，每2 毫秒計算一次與起點(diǎn)的相對位置。這對完成StarkStrom車(chē)隊拿手的加速賽和Skid Pad項目再合適不過(guò)。“kistler傳感器通過(guò)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(kāi)始并不清楚傳感器提供什么類(lèi)型的數據，但后來(lái)我們認識到我們只需要一次性集成即可。事實(shí)上，集成過(guò)程非常簡(jiǎn)單，而且傳感器采集數據的速度很快，而且整體運作非常穩定、可靠。”Pechinger補充說(shuō)：“kistler傳感器提供的數據非常，幾乎沒(méi)有零飄，在短途運行中幾乎提供可靠性的數據。”

正因為如此，奧大車(chē)隊計劃2019賽季不再使用D-GPS設備。根據要求，奧大車(chē)隊僅采用kistler測量技術(shù)和慣性單元，或者采用kistler測量技術(shù)、慣性導航測量裝置和SLAM算法（目前正在開(kāi)發(fā)之中），即可實(shí)現導航功能。新導航裝置將于2019年春在柏油路上進(jìn)行大量測試。大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽也在不斷發(fā)展，未來(lái)會(huì )推出更具挑戰性的新項目，進(jìn)一步提高比賽水準。比賽的終目的不僅是為了讓無(wú)人駕駛汽車(chē)在賽道上競技，同時(shí)還為了有朝一日讓無(wú)人汽車(chē)真正上路。Markgraf教授總結道：“kistler傳感器是我隊學(xué)生的重要裝備，讓他們得以繼續開(kāi)發(fā)的潛力。雖然時(shí)不時(shí)會(huì )有隊員離開(kāi)，也有新面孔加入，但很明顯，車(chē)隊一直都在進(jìn)步：我迫不及待想要看看StarkStrom未來(lái)幾年能夠取得怎樣的成績(jì)。”