参赛总结与体会 | AI小布丁
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01 参赛总结
卓老师您好,我们是西安邮电大学参与16届智能视觉组的代表队,很荣幸拿到了今年全国总决赛一等奖的好成绩。下面我将分享我们的参赛总结。
Ⅰ.总体分析
相较于15届的AI电磁以及今年的室外越野来说,智能视觉组是一个 全新的AI组别。其涉及了嵌入式,机器视觉,图像处理,神经网络等方面知识。对于大多数学生来说,大家几乎完全在同一个起跑线上,除了传统循迹之外,增加了其它元素识别任务。而且在国赛时识别部分的权重更高了,所谓的祖传代码的优势便不能发挥出强大的优势了,因此,也就打破了往年所谓强校弱校的"标准",这就更加考验本届参赛选手的个人能力和团队协作能力。
Ⅱ.硬件部分
① 硬件电路设计
本组硬件原理图如下所示
② 结构
由于AI视觉组相较于其他组别,需要搭载一个可转动的舵机云台(或者其他结构),以便完成AprilTAG码识别,水果动物识别,激光打靶等任务。但是由于一般的舵机云台质量偏大,因此我们采用了自制的轻量型机械臂结构,相对于搭载传统普通舵机云台,其优点是质量轻,车体重心偏移小。而且自由度较高,将Open-ART搭载在其上,其可视范围角度约270°,能将AprilTAG码前后25cm尽收眼底,以便更好的完成任务。
Ⅲ.控制部分
① 图像预处理--canny算子:
- 算法优点:得到的边界信息非常真实,噪点少,抗光干扰性强
- 算法缺点:耗时长,对单片机性能要求高,
② 舵机模糊PID控制
- 1) 算法优点:与传统固定常量PID和分段式PID相比,在高速时,传统PID在直道会出现车身左右震荡的情况,非线性系统拟合性不太好,分段PID在分的断点附近会出现震荡,而模糊PID具有很好的误差跟随性,响应快,准确,车身不再出现左右震荡的情况,而且不同的速度,都能很好的运行。
- 2) 算法缺点:参数多,调参困难;算法复杂。结合我们车的实际情况及需求,为了简化参数,我们只模糊P,而I和D都是调好的常量。
- 算法概述:后轮的左右车速在转向时,内侧速度小,外侧车速大,这与前轮的舵机打角值成对应关系,这种关系就是阿克曼转向模型。
Ⅳ.识别部分
本组采用了基于Tensorflow深度学习框架,自行搭建的卷积神经网络模型。识别时,先利用OpenART寻找合适大小的矩形框,再对其进行分类。
Ⅴ.参赛体会
总的来说,智能视觉组是一个引入了前沿技术,对综合能力考验强,挑战性高,趣味性高的组别。让参赛选手能从智能车竞赛中提高自己能力以及能够更全面地认知和学习前沿技术。
02 大赛展望
一、NXP大学计划
学校对于NXP大学计划有浓厚的兴趣,希望NXP能推出性能更加优越适用性更广的芯片用于教学和竞赛中。最好能够达到在适配RT-Thread同时可以流畅运行中小规模的AI模型。
二、赛题展望
希望在17届中能出现更多的新元素比如加上抄近道,比如AI视觉任务遇上AI电磁循迹(想想都刺激),或者基于摄像头AI循迹,把AI更多的融入进创意组,同时也希望更多的贴近现实生活,比如:多车同赛道同时竞速,加入测速区间