一群学生，造了一辆百公里加速 3 秒的无人驾驶赛车
「 百公里加速 3 秒」、「 无人驾驶」，听起来还真有点小激动。但更重要的是，这是一群学生造出来的一辆车。 这是全国第一辆无人驾驶赛车，由北京理工大学无人赛车队打造。他们之所以做这个，是为了参加今年 8 月份的「 德国大学生方程式」 无人车组的比赛。 提前要明确一点，这辆车只是「 原理验证车」，可以算是前期试水，很多设计并不完善。在今年 3 月，他们会开始造一辆尺寸更大的无人车，偏向于军工使用。 如何做到无人驾驶？ 首先来说说这辆车的机械配置，车队的人说百公里加速做到了 3 秒。这辆车的车身由「 银鲨二代」 改装而来，银鲨二代是北理工在 2013 年设计出的电动赛车。 动力方面是轮边驱动双电机设计，使用了斯洛文尼亚的 Emrax207 电机，峰值功率 80 千瓦，重 8 公斤；电池采用了磷酸铁锂的单体电池，安装位置就在驾驶位两侧；电机控制器来自于德国 Unitic 公司，安装位置在防滚架下方。 之后就是传动结构了，他们拆除了赛车原有的油门和刹车踏板、方向盘等机构，取而代之的分别是制动舵机和对应用的减速器，以及转向舵机。 机械条件能够胜任无人驾驶后，接下来要进行的就是一系列电子化改造。 环境感知方面，使用了双目摄像头用于行人侦测、避障这样的局部路线规划。另外，他们还打算用 Velodyne 的 16 线激光雷达，处于调试阶段，尚未上车。 全局路线规划依靠 GPS 系统，在车前方和后方安装了各安装了 GPS 天线。由于赛道并不大，定位稍有差池就冲出赛道了，所以特别介绍一下他们的定位方案，主要就是「GPS 差分原理」。 他们在赛道周围布置了 GPS 基准站（精确位置已知），之后会得出基准站到卫星的「 改正数」，基准站会把这个数据实时发送给车辆。车辆会同时接受卫星信号和基站信号，经过处理后就会得到非常高精度的定位。目前，北理工这辆车的定位精度是「1 厘米」，可以满足赛道使用了。 有了环境感知设备后，就需要有个「 大脑」 来思考和控制车辆了。 在右侧电池箱上的是车辆底层控制器，用来控制车辆速度、转向动作；另外还有一个顶层控制器，接入了 GPS 和摄像头等数据，需要计算量很大的工作站才能完成，相当于一个「 决策层」。在左侧电池箱上的是无线数据通讯的电台，用来和控制人员进行通讯。 经过了一系列改造后，车重大大上升，达到了 300 公斤左右，而一般参加大学生方程式的电动车在 200 公斤左右，好在这辆无人驾驶车不需要赛车手… 如何无人驾驶？ 目前来看，北理工的这辆车可以实现三种方式的无人驾驶。 第一种方式是通过把赛道的 GPS 坐标输入到赛车里，车就会按照路线行驶，主要依靠高精度定位。用他们的话说，这叫「 给定路径下的极限驾驶」。 第二种方式是遥控驾驶，通过一个改装的航模遥控来控制车辆，负责遥控的人可以观看第一视角实时视频，由无限数据通讯模块负责。 第三种方式是跟随行人，在展示的视频里，这辆车可以跟在人后面走。当人突然停下时，车也可以自动刹停，主要依靠的是车前方双目摄像头以及行人识别技术。 作为一辆「 原理验证车」，北理工的这辆无人驾驶赛车，硬件配置上该有的已经都有了。在设计方面，还是需要改进，比如 GPS 系统和控制器直接布置在了车身外。或许可以通过合理的布局，把外露的硬件集成在车身内部，从而降低赛车重心，提高赛车空气动力性能。毕竟，这还是一辆赛车。 至于我们前面提到的「 德国大学生方程式」 无人车组比赛，其实是第一届，甚至目前只有北理工一只参赛队伍，所以北理工之于这项赛事，也就扮演了「 规则制定者」 的角色。 另外，北理工本身在无人驾驶研发方面也积累了非常多的经验，在国内相关研究领域很知名。他们曾和比亚迪合作研发了线控无人驾驶实验汽车，并且参加全国无人车比赛。 而眼前这辆无人驾驶电动赛车，对于这群学生来说，更大的意义在于他们在造车过程中学习到了什么，比如，在和队员们的交流过程中，他们说最大的瓶颈就是「 经费问题」 了。 创新不易，大学里的创新更加不易。 原创声明： 本文为 GeekCar 原创作品，欢迎转载。转载时请在文章开头注明作者和「来源自 GeekCar」，并附上原文链接，不得修改原文内容，谢谢合作！ 欢迎关注 GeekCar 微信公众号： GeekCar 极客汽车（微信号：GeekCar）& 极市（微信号：geeket）。
一升油从北京跑到上海的汽车是如何打造的
随着国内空气质量问题的日益严重和排放法规的不断更新，节能减排成为了汽车动力系统发展的主旋律，新技术层出不穷，未来的汽车工程师们还没等到毕业就开始动手实干了。 北理工节能车队现任传动组组长吴迪参加了此次硬创邦 B.I.G 硬创达人秀，并且为大家介绍了北理工的本科生们在环保汽车方面的尝试。 以下是吴迪在 B.I.G 硬创达人秀上的分享（内容有删减）： 尊敬的各位来宾，大家下午好，我是来自北京理工大学本科三年级的学生吴迪，现任北京理工大学节能车俱乐部传动组组长，今天我代表我们北理工节能车俱乐部来到这里与大家一起分享我们的故事，以及同大家一起简单的探讨和展望一下节能减排事业的现状与未来。 什么是节能车 可能大家听到「 节能车俱乐部」 这个名词可能有点懵，这是一个怎么样的组织，节能车又是一个什么东西呢？简短的给大家介绍一下。 我们北理工的节能车俱乐部成立于 2007 年，队内的主要成员基本都是由各个专业的本科三年级和四年级的同学组成，正在服役的队员约 60 人，我们每年都会由学生亲手制造出最少一辆汽油车和一辆电动车去外面参赛，整个节能车的设计、制造、装配和调试过程都是由我们节能车队的同学自主动手完成，参加的比赛包括由本田公司每年在广东举行的中国节能竞技大赛，以及壳牌公司举办的亚洲壳牌汽车环保马拉松大赛，其间我们车队也是取得了不少辉煌的成绩。比如 2009 年 9 月，北京理工大学翼昇车队和鲸鹰车队分别夺得第三届中国节能竞技大赛冠军和季军。 节能车，顾名思义，是以节能减排为初衷设计出来的一种车辆，大家可以看到，这是我们理工大学历届的车型，它们都有共同的一些特点，车身矮，底盘低，体积娇小，我们现在设计的车型仅能供一人呈一个半躺着的姿势驾驶车辆。 节能车如何提高行驶效率？ 要提高汽车行驶效率，首先要提升动力系统的效率：通过对汽油车发动机和电动赛车电机的改造提升动力的输出性能，比如在官方规定的原版发动机基础上加装电喷系统并进行优化。 在减小阻力方面，主要有以下措施： 优化汽车内部传动系统，减小车体内部能量传递中的损耗； 减少车轮与地面的摩擦力，由于精密的装配和调整，车轮轴承的润滑效果非常好，用手拨动一下车轮，只依靠惯性最多可以空转 17 分钟；此外，下一代将采用碳纤维车壳以降低车重。 减少风阻及空气阻力，通过设计较小迎风面（即车体的横截面积）的车身和风阻系数小的车身造型。 我们的节能车，到底有多节能呢? 就拿汽油车来说，现场的观众有大概知道家用轿车一般的的百公里耗油是个什么水平吗？ 一般家用的普通轿车百公里耗油量约为 10L，SUV 的耗油量更大，换算下也就是 1L 油能够跑 10km 左右，而我们的节能车汽油车在比赛中，平均时速不低于 25km/h 的情况下，最高达到了 1200km/L 油的成绩，这是个什么概念呢，就是加两矿泉水瓶的汽油，道路状况理想情况下可以从北京跑到上海去。 关于电动赛车 我们还另外制作了一辆电动赛车，它是以电机为原动力，去年在广东国际赛车场的比赛中也是跑出了 224km/kw*h 的好成绩。我们的下一代电动车将应用永磁同步电机作为动力。 电动汽车作为一项看起来非常的环保绿色的科技产物，它的理念很早就有被提出来，但是由于在电池技术这一块的技术瓶颈，至今却还没有普及，依然是传统的内燃机汽车占着市场的主导地位。所谓电池的技术瓶颈，其实也很简单，无非是现在的汽车电池性能无法满足消费者的使用需求，消费者会问：电池能续航多少公里，充放电多少次就得更换新电池，充一次电得多久，又到哪些场地可以去充电。 这些问题困扰着的各大电动汽车企业，包括特斯拉，包括国内电动汽车做的很好的比亚迪，现在各大公司也在致力于不断提升电池的性能，特斯拉 CEO 埃隆•马斯克先生 (Elon Musk) 不久前将特斯拉所有的专利技术分享给同行，此举其实也是联合大家一起去推动电动汽车技术的进步。其实大家不妨换一个方向思考，之前的电动汽车一度电可以跑 5 公里，我们能不能结合我们节能赛车的理念，去优化电动汽车本身的结构和建立智能的行驶策略，使它一度电可以跑的更远。这样就不必一味的去追求更高性能的电池容量来满足消费者的使用需求，这个方向也是可以展望的。 再说回到我们自己的节能赛车，由于是用来参赛的目的，很多技术设计做的比较极端，离真正的推向市场家庭日用的车辆还有很大的距离，但我觉得在一些理念和技术层面，节能赛车以与普通乘用车还是相通的，希望我们的汽车行业在节能环保的道路上，用一度电，一升油，也可以走得更远。 注：本文转自 雷锋网 部分图片来自网络