参加 筑波自动驾驶比赛 流水账

关于筑波自动驾驶比赛

筑波自动驾驶比赛始于2007年，每年秋天举行，今年已经是第13年了。
地点在学园都市站，也就是筑波市役所附近。
这里的整个城市作为允许机器人在普通车道上行走的唯一城市，受到日本各方面广泛关注。

照片正中的是我，哈哈

比赛内容

如图所示，先在市役所前，穿梭两片草丛，然后上大路走到信号灯处等绿灯，之后从人行道上往前走200米再折返去公园，接着绕公园一大圈在返回。总距离3km。
问题点在于，两片草丛很近很矮，自身的激光雷达照不到，只能靠周围建筑物辅助判断位置。
公园非常开阔，雷达上特征量很少，而且也没有使用gps，非常难定位。
如何闭环成了大问题，绕着公园跑一圈，回到进入点，但是由于误差不断积累，地图上很难和进入点闭合。
66个队伍，跑完全程的只有2个队伍

附加项目

在市役所内部，不给提前收集数据，完全实时建图，从侧门进，转90度角，从正门出。
难点在，正门出的地方没有明显标志，很难判断正门的位置，而且正门还是感应电动门，不太好正好从两扇门之间出来。
66个队伍，最终只有1个队伍完成。

流水账开始

2019年11月5日（3天前） 15：06

机器人打包寄快递发往筑波市啦，用的是黑猫家的jitbox，这么个铁栅栏里面随便装。

2019年11月7日（1天前） 22：04

抠门学校只给买夜行巴士的票，连夜赶去筑波市。大巴上有厕所，饮料随便喝，真好。就是票价不便宜9100日元。

2019年11月8日（第1天） 06：11

到达筑波市，这里是唯一一条公共交通，连通东京秋叶原和这里的。

2019年11月8日（第1天） 09：01

之前寄的jitbox的物流终于送到啦，取货。

2019年11月8日（第1天） 10：11

启动大会，一共66个队伍，每个队都有5-10个人。所以人数非常多。
会场在室外临时搭建，所以非常简陋，大家都坐在地上认真听比赛规则，安全事项等等。
就是，嗯嗯呃。。帽子太绿了，

给赞助商一个特写

2019年11月8日（第1天）11：15

搭建我们的基地，一顶蓝色的搭帐篷，当天风很大，差点被掀翻。

2019年11月8日（第1天）11：50

再就是组装机器人，真的不得不吐糟，每一次搬运都要拆的七零八落，然后在一个个组装，
很多处拧螺丝的角度都很恶心，比如Hokuyo的LRF要从底板网上拧，还有Velodyne的支撑杆，
用的是内嵌方螺母滑道的方杆，需要几个人配合把螺母移到位，才好拧。
这也为我之后改装重造做了铺垫，文章最后会介绍一下我新造的机器车。如何解决了这些问题。
组装时候的图片找不到了，用一张中之岛时候的照片代替

2019年11月8日（第1天）14：50

从start点出发，收集地图，start点有左右两处，正式比赛的时候随机从其中一处出发。
这里主要是利用Velodyne的3D16线激光雷达探测周围360度一圈，150m中上下共30度的若干点的距离。
最后形成一个点云图保存下来。从这里开始通过遥控手动控制小车走一遍全程，记录整个过程的各个传感器的数据。

2019年11月8日（第1天）15：55

非常操蛋的，不知道硬盘之前被谁给塞满了。
收集数据过程中由于硬盘占满不能写入数据造成bag文件记录中断，
由于不清楚是何时开始中断的，尝试恢复不完整的bag文件。
尝试各种方法后任然恢复失败，已经记录的部分也不能提取出。

赶紧备份数据整理硬盘后，趁着结束前，录了一次从start到红绿灯处的数据。

2019年11月8日（第1天）17：31

收拾行李回宾馆，讨论第二天策略。发现宾馆的电视机当显示器用非常合适。
我们带来的8寸小显示器真的把眼睛都看花了。

2019年11月9日（第2天）08：13

宾馆提供的自助早饭真的好丰富。

吃完早饭趁着开始前参观了一下市役所（活动场地就在市役所旁边的广场上）
一个自平衡车不知道有啥好展览的，不过日本好像很稀罕吧，从没见到过。

筑波市好像还有个火箭发射基地？所以有火箭发射相关的科普（不是说发射火箭在低纬度比较好么？为啥设立在筑波？）

这个不知道是啥，看上去非常高大上。

2019年11月9日（第2天）09：30

这一天见到了各式各样队伍的机器车，有部分是在中之岛大会上已经有过照面的。大多数还是第一次见。
这个车用的是电动轮椅改装的，全程坐着真的好舒服，不像我们还要全程跟着走，
不过后来我们老师也买了个一模一样的轮椅给我们玩，就这玩意好像300万日元，反正抵得上一辆汽车了。

我最看好的是这个小车，做工真的没话说，可以量产了，全是钢板 钣金后喷漆的。
其他大多数队伍的小车做工还是很low的，包括最后的的NO.1 。只知道好像是某个企业参赛的机器车。

看一下其他大学的，小车，大多都是20x20的铝型材组装蒙版的。总之各式各样的都有。





甚至还有后面跟着个发电机给充电的。

这辆红色的是中之岛大会的No.1，但是在这里名次也一般。

2019年11月9日（第2天）10：00

第二天，也就是正式比赛前一天，明显来测试的队伍变多了，出发都需要排队一个个等了。其实实地测试开放好几个月呢，我们离得比较远只给了我们2天时间测试，很多东京本地的已经测试很多次了，不会像我们这样非常匆忙了。上午采集完地图数据后，中午吃饭时间放在那让他运行SLAM生成地图数据。顺便在goal点拍照假装成功到达终点。

2019年11月9日（第2天）14：30

下午，终于把地图生成完了，实际花费时间大概需要行程时间的2倍。我们收集数据，绕场地跑了1圈花了1小时，SLAM和生成waypoint需要2小时左右。其实还有很大优化空间，时间原因准备不充分。在之后就是手动清理地图上的杂点，否则会被地图当成障碍物。大概近3点的时候，我们开始了第一次正式跑。
无人驾驶，第一次自动行走，一切很顺利，第一个绕圈也很顺利通过。

直到。。。。直到这个地方，小车就一直卡住不前行。

分析发现，是地图上的两个杂点导致以为这里有障碍物，死活绕不过去。

重新录制一份完整地图后，刚刚那个卡住的地方虽然通过了，但是从市役所广场去街道的地方会跑偏。
没时间多尝试，又采集了一份从start到红绿灯附近的地图后，当天的活动也结束得回去了。

2019年11月9日（第2天）18：02

咱小组4人的一顿丰盛寿司晚宴。

2019年11月9日（第2天）19：23

回宾馆后，用电视机前回放当时的数据包发现，在屏幕上那两个杂点格外明显，小显示器真的不适合用来检查，修正地图。
仔细检查当天收集的地图，确保没有地图干净可用，毕竟只是收集了数据，没有多次实地跑，心里没底。只能尽可能保持数据完美了。

讨论过程中发现一个非常严重的问题，就是我们输出的地图扭曲非常严重，就下面这张图，所有拐弯的地方实际应该全是直角，然而都没有成为直角。这个问题是以前没有的，没来这里前测试时生成的地图直角弯是很90度的。虽然更新电机编码器算法后，问题解决了，但是解释不了之前为什么没这个问题，突然出现这个问题。

2019年11月10日（第3天）2：00

讨论着要不要偷偷摸摸去场地试验一下新做的地图，另外两个日本同学非常轴，死活不肯去。只能作罢。

2019年11月10日（第3天）11：00

比赛正式开始，还有电视台的来采访，参赛队伍一个个排队等着出发，开始出发的时候还会被主持人问候，具体视频Youtube上应该也有记录。


这个小车是群马大学的，后来是No.1，和队长交流了一下，收获很大。

中午是老师请我们吃的麦当劳

2019年11月10日（第3天）15：00

下午该我们出场了，前面的小车挂的早，我们一路畅通无阻。

可惜任然死在前一天从市役所广场去大马路上的那个位置，虽然手动把waypoint向外侧移了很多，还是向内跑。

2019年11月10日（第3天）19：00

主办方组织的参赛者晚宴，我们吃了好多，也和很多队伍进行了交流，唯一印象深刻的是，获得No.1的群马大学，他们是和企业合作开发的，没怎么使用开源代码，基本都是自己的算法。而且使用的激光雷达不是大家常用的3D而是4D的，也就是在生成的点云坐标上加上了反射率，也就是黑白照片和灰度照片的区别，更好的识别周围环境。具体算法是他们的秘密，估计是用了AI算法之类的。

这是我们的奖状

2019年11月11日（第4天）白天

前天晚上另外两个日本同学提前回去了，我和另一个中国同学负责今天把机器车寄回去，早上早早地预约了邮寄后，我们去东京玩了一圈。

我们先是去了秋叶原

感觉到了秋叶原的衰退，上一次去秋叶原还是2013年，不知道是当时的无知，还是现在去的时间不对，总感觉缩水了很多，拉客的小姐姐也少了很多，质量也大幅下降，之前能在秋叶原逛一整天，现在1个小时就逛完了。

然后我们去逛了银座，上次去银座是2017年，好像没太大变化，不过白天远没有晚上壮观。不过在这么个寸土寸金的地方有这么个711银行，这么大个门面就放了4台ATM机。开个便利店不香么。

后来我们去了新宿，这个是电车上偷拍的，和我一起去的同学和旁边的JK

我们在这里解决了最后一顿晚餐，差不多该回去了。

2019年11月11日（第4天）22：43

回筑波做大巴回家，回程的车上竟然没有免费饮料。我们指望着有喝的，没买饮料。

2019年11月12日（第5天）06：43

终于回家了，给宝宝和猫猫做饭，俩小家伙饿坏了。