华为天才自动驾驶自行车(华为天才少年 自行车)

羊雷锦，来自奥菲寺量子报告| QbitAI，微信官方账号
果然高手在民。
谁能料到，单车的硬核开启模式居然是一把火的自动驾驶。
踢踢你的脚，金鸡独立稳如泰山；
一边加一块砖？小场景：
毕竟，这辆自行车甚至可以摆出高难度的“杂技姿势”:
没什么。走两步？
是的，或者那种会自己变的：
避开障碍，上路，没有压力：
甚至配备了特斯拉没有的激光雷达。
这是“野铁人”智历时4个月(基本上就在周末)打造的全新项目宣(XUAN)。
短短几天播放量超过150W，硬核又复杂，直接看了一群网友。
来感受一下这种画风。
就连哔哩哔哩老板陈瑞也被吸引了去：
甚至有业内人士呼吁：
任何部分都是本科论文。
实际上，硕士学位已经足够了.
惠均是如何制造出这样一辆“赛博朋克”自行车的？
接下来我们一起来了解一下(已授权)。
(你可能还在关心它的价格，别急，我们会在本文最后揭晓答案~)
让自行车自动驾驶需要几个步骤？惠均选择的自行车是众所周知的固定齿轮。
(没错，是漂移玩家的最爱)
这种自行车的一大特点是结构简单，没有刹车。
因此，智首先做了一个关于死飞的CAD建模工作。
建模工作完成后，得到一辆虚拟自行车。
之后，所有的改造工作都可以在电脑上完成。
总的来说，宣的诞生分为三步：
硬件改造：因为自行车是欠驱动系统，首先要让它站稳，然后再跑。这一步将涉及一个复杂的自动控制系统。智能化：毕竟自动驾驶之后“工具人”还得抹掉。所以这一步就是要携带一整套传感器和一个足够计算能力的计算芯片组成的传感网络作为大脑。以及软件算法：最后一步是基于上述硬件开发实现一套传感和控制算法。惠均称之为“注入灵魂”。循序渐进，我们先来看看第一个大问题。
自行车如何保持平衡？骑自行车时，前后方向的平衡取决于两个车轮的支撑和地面的摩擦力。
左右方向，在运动过程中利用水龙头的左右调节来获得转向加速度，以抵消重力的影响。像这样：
休息时呢？
志军给出的思路是——的角动量守恒。
简单来说，就是当汽车在重力作用下倾倒时，利用动量轮产生一个相反的力矩来抵消重力力矩。
具体来说，智慧君为了驱动一个金属动量轮，在这个死飞座椅下面安装了一个无刷电机。
在座位的后部，他还安装了一个无刷电机。这个目的就是靠摩擦力驱动后轮，让自行车整体前后移动。
志军原本想通过3D打印来完成这两个零件的加工，但由于材料的硬度和刚性不足，这次首选了金属材料。
(幸好智的朋友家里有工厂，问题就解决了。)
接下来是快乐装配环节：
好了，自行车平衡问题到此解决。
有了自行车“机器大脑”的硬件框架，接下来要想让自行车跑起来，甚至找到路，就要用“大脑”了。
机器人和人类一样，分为“大脑”和“小脑”。
简单来说，小脑用来控制实时动作；大脑负责感知和决策，这是计算密集型和时间延迟的。
这一次，智给了自行车ESP32上的“小脑”。
ESP32是一款低成本、低功耗的MCU控制器，集成了Wi-Fi和双模蓝牙。
基于FreeRTOS(开源嵌入式实时操作系统)，智汇君搭建了小脑RPC通信框架，用于实现传感器的数据处理和电机的控制算法。
“大脑”是提升310。这是盛腾系列的边缘计算芯片，基于达芬奇架构，可以提供高达22TOPs的计算能力。
大脑算法的开发主要基于瑞星AI栈和ROS(机器人操作系统)。
所以，在深度相机和激光雷达等传感器的帮助下，这款自行车可以检测周围的物体，并实现避障和跟随：
你也可以机智地识别地形，规划自己的路径：
自行车的“机器心脏”，当然，一辆“精致”的自行车不仅需要大脑，还需要一颗强大的“心脏”来驱动它工作。
宣的“心”来自于智的另一个项目——Ctrl矢量控制驱动器。
这是一款超迷你双通道无刷电机驱动器，一个通道的最大驱动电流可以超过100A.
值得一提的是，智汇君的FOC驱动有两个版本的设计方案，其中一个是上下叠板的电路设计，将逻辑单元和功率单元分开。也就是说，只有更换驱动电路，才能匹配功率更高的电机。
具体到玄项目，下图这么大尺寸的驱动最终实现了两台共100A无刷电机的FOC控制，还带动了60kg扭矩的转向器和车头的散热风扇。
最后，一切都准备好了，可以注入灵魂了，但是我要上路了，到目前为止还是有点缺炼丹之魂，——。
支军说，这辆自动驾驶自行车的控制代码里有50多个重要参数，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会影响最终的效果。
稍有不慎，自行车就不像老狗的画风那么稳了.
在数学建模之后，智慧君还采用了游戏引擎Unity作为仿真环境。和认真的自动驾驶研发一样，他首先让自行车在模拟环境中平稳行驶。
总之一句话，自行车不容易成熟，不容易自己走。
有网友表示：
傻傻的人，毕业设计题目是自行车自平衡系统的设计。做了就做不到了。
但受限于整车动力，这款自行车目前还不能载人。
另外，有网友提出，用动量轮控制平衡，某种意义上是作弊。对此，智慧君回应：目前水龙头传动结构设计不太合理，接下来他会尽量只用水龙头控制平衡。
为什么要建玄？关于“栈溢出工程师”和“野铁人”智惠均，想关注哔哩哔哩科技园区的朋友已经耳熟能详了。
智军，本名彭志惠，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。
他的视频一直以硬核著称，比如娃娃电视，从手绘PCB到写C代码都是一个人完成。
智汇君这次是如何萌发打造自动驾驶自行车的想法的？
有些原因是“暴力的”.
我不小心从自行车上摔了下来，脸撞到了地上.
惠均说，“这件事不能就这么不了了之”，所以：
(心疼幼稚了几秒)
当然，智惠均本人也在视频中表示，他其实早就有了设计这种自行车的想法。
一开始看到清华大学的自行车研究，可以跟随人类，敏捷地避开障碍物。
背后的类脑芯片“天极”也登上了2019年8月的《自然》杂志封面。
好奇的朋友一定会问，这两者有什么区别？
量子位已经替你问完了~
首先，原理不同。
清华的自行车模仿人类行为，没有使用动量控制，而智的“玄”涉及动量控制。
另外，关于龙头，智惠均表示，改进后也可以实现清华的控制方式(移动过程中使用龙头平衡，静止状态下使用动量平衡)。
但最核心的区别是，清华造的自行车背后，核心是类脑芯片。
对此，智说：
他们的工作非常好。和我的没法比，但是受他们启发做了一个类似的应用。
为了体现与清华工作的不同，直本人在项目名称上下了一番功夫。玄中的“U”表示不自然，“正经翻译”表示——没去过自然…….
一如既往，这个项目是开源的。如果你想复制它.
哦，对了，是时候揭晓玄的代价了。据大神本人不完全统计，在3万元以上。
但是，智也说：
如果计算最终的硬件成本，应该在一万以内，但是激光雷达稍微贵一点，主要是试错成本。
而且，专注，不卖~
哔哩哔哩
自动驾驶自行车
迷你程序
视频：https://www.bilibili.com/video/BV1fV411x72a
项目：3359 github . com/Peng-zhi hui/Xuan-bike/tree/main/hardware/Xuan机械加工件
参考链接：[1]https://juanlan.zhihu.com/p/147659820[2]https://www.bilibili.com/video/BV11V41127PQ
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