华为天才少年,造出自动驾驶单车!图纸已开源,重新定义「自行」车!( 二 )


于是,在深度相机、激光雷达等传感器的帮助之下,这辆自行车能够检测出周围的物体,实现避障和跟随:
还能够机智地识别地形,给自己规划路径:
自行车的“机器心脏”
当然啦,“成精”的自行车,不仅要有头脑,还要有一颗强劲的“心脏”来驱动它工作 。
而XUAN的“心脏”来自稚晖君的另一个项目,Ctrl-FOC矢量控制驱动器 。
这是一个超迷你双通道无刷电机驱动器,单路最大驱动电流能超过100A 。
值得一提的是,稚晖君的这一FOC驱动器有两个版本的设计方案,其中一个版本,电路设计为上下叠板设计,将逻辑单元和功率单元分开 。也就是说,只需要替换掉驱动电路,就可以匹配更大功率的电机 。
具体到XUAN这个项目,下图中这么大点的驱动器,最终实现了两路共100A的无刷电机FOC控制,还驱动了车头60kg扭力舵机和散热风扇 。
最后,注入灵魂
万事俱备,但想要上路,至此还少了一点炼丹的灵魂——调参 。
稚晖君表示,这辆自动驾驶自行车的控制代码中,有超过50个重要参数,包括控制周期、反馈矩阵、PID增益、滤波器截止频率等等 。
此外,电机的功率、重心的分布等物理参数,也都会对最终的效果造成影响 。
稍有不慎,那自行车就不是稳如老狗那画风了……
在数学建模之后,稚晖君还采用了游戏引擎Unity作为仿真环境,像正经自动驾驶研发那样,先在仿真环境里让自行车跑了个踏实 。
总之,让一辆自行车成熟起来,自己上路,够不容易的 。
就有网友表示:
人傻了,毕业设计题目是自行车自平衡系统设计,做到调参就不会了 。
【华为天才少年,造出自动驾驶单车!图纸已开源,重新定义「自行」车!】不过,受限于整车功率,目前这辆自行车还不能载人 。
另外,也有网友提出,用动量轮来控制平衡属于某种意义上的作弊 。对此,稚晖君回应:现在的龙头传动结构设计不太合理,之后会尝试只用龙头控制平衡 。
为什么要造XUAN?
有关“栈溢出工程师”、“野生钢铁侠”稚晖君,想来关注B站科技区的小伙伴们已经很熟悉了 。
稚晖君本名彭志辉,2018年毕业于电子科技大学,2020年通过“天才少年计划”加入华为 。
他的视频向来以硬核著称,比如从手画PCB到写C++代码全部一人搞定的套娃小电视 。
辣么这次,稚晖君又是怎么萌发了打造一辆自动驾驶自行车的念头的呢?
理由有些“暴力”……
骑车不小心摔了,脸刹着地……
稚晖君表示,“这事不能就这么过去了”,于是乎:
(心疼稚晖君几秒)
当然,稚晖君本人也在视频中表示,其实很早就有设计这种自行车的想法 。
最初是因为看到清华大学的那项自行车研究,可以跟随人类,敏捷避开障碍物 。
其背后的类脑芯片“天机”,也于2019年8月登上封面 。
好奇的小伙伴肯定会问了,二者有何区别?
量子位替你们问完了哈~
首先,是原理不太一样 。
清华的自行车模仿的是人类行为,没有使用动量控制,而稚晖君的“轩”则涉及到了动量控制 。
此外,在龙头方面,稚晖君表示在改进过后,也可以实现清华的控制方式(移动过程使用龙头平衡,静止状态使用动量平衡) 。
但最核心的一个区别就是,清华打造的自行车背后,核心是类脑芯片 。
对此,稚晖君表示:
他们的工作很厉害,我这个无法类比,只是受他们启发做了个类似的应用 。
为了体现跟清华工作的区别,稚晖君本人还在项目名字上下点了功夫 。