室外光电车模,如果想跑出下面的急转弯,则需要在软件和硬件方面都进行很好的调试,特别是对车模姿态倾斜做很好的抑制和相应软件处理。
SLAM车模的漂移转弯
原本室外光电组是设置在野外路况颠簸的路面,此时车模底盘的悬挂减震系统可以很好的减弱地面高低不平所带来的影响。
但实际上分赛区比赛的时候,大部分的比赛场地都是设置在室内,底片平滑的场地,此时悬挂系统减震不仅没有减弱车体的震动,反而在车模转弯过程中,受到离心力的作用使得车体产生倾斜。

车体倾斜
车模姿态倾斜对于基于激光雷达检测器来说,就会带来检测精度的下降。甚至会扫描到地面,或者高于旁边的围挡,进而造成检测出现噪声。
对于姿态变化所带来的影响,一方面可以通过软件来进行消除。比如通过车模上的IMU数据,获得车模姿态,进而对检测到的激光雷达数据进行补偿;或者对于部分路段中的使用历史数据来填补确实的数据;也可以对车模转向控制进行优化,降低姿态的倾斜等。
当然了,还有一些简单的方法,那就是从机械方面来抑制悬挂系统所带来的激光传感器的姿态变化。于是,很多参赛队伍就想尽各种简单办法减少悬挂系统的作用。其中主要方法包括:
(1)卡、卡、卡:说白了,就是往车模底盘减震弹簧里面填塞东西,卡住悬挂系统的弹性运动;

在悬挂弹簧中增加卡片抑制滑动杆运动
(2)粘、粘、粘:使用各种可以凝固的合成胶、热熔胶将弹簧固结能一个整体,消失悬挂系统的减震功能;
(3)绑、绑、绑:模仿打石膏的方法,对车模减震悬挂进行固定,使其悬挂系统功能消失。

给车模底盘悬挂减震系统上支架
4、捆、捆、捆:使用扎带,或者金属丝等将车模悬挂勒紧,或者从上到下进行捆扎,使其失去弹性。
5、换、换、换:使用刚度更强的弹簧,将原来的减震弹簧更换掉。

更换车模悬挂器件
6、垫、垫、垫:就是在原来的减震弹簧杆上增加垫片和螺丝,挤压弹簧,使其活动范围减小或者消失。

追加螺丝方法
为了提高总决赛室外光电组比赛的难度,进一步统一车模运行平台,在总决赛期间,需要所有参赛车模平台,禁止对于机械悬挂系统的上述简单改动,车模统一恢复到最初的悬挂状态。
这时,很多队伍就会发现,车模控制算法在悬挂系统恢复之后,效果就会变得非常差。对此,有的同学变得唉声叹气,失去了往日的欢声笑语:

铺设有凉席路障的赛道
“......自从您说不让卡死减震,队友和我都整天愁眉苦脸,整天满脑子都想着解决办法,少去了从前调车的欢声笑语。硬件决定上限,软件决定高度,看着自己辛苦半年做的略有成就的东西就这样变差,真的不是滋味.....”
但也有同学不甘落寞,蠢蠢欲动,琢磨抛开简单的机械改造,希望采用稍微复杂的控制方法来解决悬挂问题,于是形成如下几个派别:
“买买买派”的同学打算购买手持摄像云台用于车模激光雷达姿态稳定控制。
手持云台,设想使用在车模上平衡激光雷达姿态变化
“做做做派”的同学则使用舵机搭建云台,补偿激光雷达垂直方向的偏移。比如下面就是使用机械舵机来补充车模姿态大范围的倾斜效果。

下面视频显示了车模姿态快速变化下,激光雷达的姿态补充效果。看到他们两天调试出来的效果,似乎他们应该是刚刚经历过四天三夜的电子设计竞赛赛,正处在设计制作的兴奋期当中,是一群打不死,累不垮的“攻城狮”
舵机云台补偿激光雷达垂直方向的偏移
“算算算派”的同学,则仔细琢磨更加复杂的软件算法,来改善高速运动下车模控制精度的问题。他们认为:“......这是可以通过软件解决的问题,而不应该取巧选择更简单更不需要思考的固定减震的操作。”
江湖上除了上述三个派别,居然还出现了一个神秘的“面包派”。他们的做法就是直接在车模上增加一袋子面包,形成一个真正的“面包车”。这其中的奥妙非常令人费解,其中的机理现在还仍然是一个迷。

“面包车”
国赛就有国赛的难度和标准。在遇到新的问题,原来的简单方法不能使用的情况下,大家站在统一的起点上,看看谁能够解决遇到的新的工程问题。
讨论完火急火燎的室外光电组车模悬挂问题之后,让我们再看两张照片,它们会引起视觉上的极度舒适感。
第一张照片是温文尔雅的节能车车模照片,车体整体3D打印而成,四平八稳、透射出那淡定、从容和优雅的姿态。

淡定、从容、优雅的节能车模
第二张照片是这群参加比赛之后,正在逛小吃城的青春学子的照片,让人看得直流口水,我是指看到他们身后那川菜馆的招牌了。
