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臺灣大學機械系電子報

學生園地

杜拜參賽心得報告
  • 發布單位:機械工程學系

李綱老師指導2019自動駕駛新創團隊挑戰賽
 

文、圖 林冠吾、黃郁鈞、潘正明、鄭力瑋等同學

林冠吾

比賽初期

 

    本次參加杜拜舉辦的世界自駕車運輸比賽以及展覽,從去年便得知要參加杜拜舉辦的世界自駕車運輸比賽,當時的我並沒有改裝自駕車以及對其進行控制的經驗,僅僅在碩一的時候曾經與學長一起參與於臺大校園以及北投士林科技園區內進行高爾夫球車自駕的展示,不過當時由於主要操作者為學長,所以對於整體控制的全貌真的是懵懵懂懂而並非真的了解。

 

比賽困難點

 

    而這次參加比賽的車輛為總重5噸的卡車,對於操控性以及安全性的難度跟之前相比更加困難,比賽測試的場地在山區,所以需要考慮上坡、下坡等因素對於控制以及感知的影響。

 

比賽職責

 

    這次的比賽老師指定我為負責人,希望能負責安排測試的時程及監控並回報目前的進度,因為是第一次擔當此重任,所以倍感壓力。除了自己負責的次系統外,還要負責次系統與次系統間的聯繫,也就是協調組員間的溝通,以確保每個部件間在完成之後,不會有無法協調的問題。因此必須從整體系統方面下手,開會與所有人討論關於一開始的設計以及次系統與次系統間的介面設計都是非常重要的。

 

實驗模擬與實驗操作的差異

 

    這個比賽中的收穫有三個部分,第一個部分就是清楚的了解到模擬與實作上的差別,在模擬的情境下,只要測試條件不做改變,模擬出來的結果也不會改變,而在實作上,我們使用同一個硬體及軟體,但是測試出來的結果卻不太一樣,原因有可能是因為天氣、溫度或者是我們沒注意到的硬體老化造成的影響,這些原因便會在實作上影響到結果。

 

分析問題的方法

 

    第二個部分為,在系統複雜度的層面問題,一般來說在進行研究的時候只會研究到自己的部分,像是這台車縱向控制的部分,但是由於此實驗車牽涉非常多的次系統,例如縱向控制、側向控制、定位、感知等等。因此要讓實驗車順利的運行,就必須考慮到所有次系統之間的配合,又或是當實驗車發生故障的時候,學習如何從眾多的系統中尋找及分析問題的方法。

 

國際交流

 

    第三個部分為,當實驗展示車到達展場時,我們需要負責解說與介紹。其中也有遇到一些參觀的人問的問題很有趣,最多人問我們的就是這台車的造價,還有人表示對車內的內裝有興趣,有意願只想要購買內裝,從這些問題可以發現廠商、一般民眾以及我們研究的人注重的觀點有很大的不同,而每個問題都值得我們深思,並能作為下次實驗實作探討的議題。

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在杜拜參展攤位進行解說與介紹

 

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Star up 組別第二名全體工作人員合照

 

黃郁鈞

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   「2018-2019杜拜全球自駕運輸挑戰賽」為全球性的無人自動駕駛競賽,在本次競賽中共60多隊報名參加三個類組的比賽,本次我們實驗室(智慧型載具與機電整合實驗室)代表臺灣大學與明志科技大學、艾歐圖股份有限公司,一同合作參與本次全球性的比賽,並且被劃分在新創公司組與其他來自不同國家的新創公司進行競賽。而在2019年10月15、16日,非常榮幸且幸運的能獲得挑戰賽的主辦單位和來臺評判的評審們青睞,邀請我們飛往杜拜參加本次的杜拜全球自動運輸展覽。

    在去年8月的某一次開會中,李綱老師跟我們訴說關於杜拜全球自駕運輸挑戰賽,並且同一時間老師告知我們,他已經收到主辦單位的邀請參與本次的比賽,當聽到這個消息時,我心中是如何的震驚以及訝異,因為本次比賽的主題為無人大眾運輸工具,當我們聽到大眾運輸工具第一個聯想到的車輛就是「巴士」,這代表著我們未來需要完成一輛能具備安全功能的無人自動駕駛巴士,這對當時的我們來說是無法想像的。試想從前我們的實驗室所做的無人自動駕駛功能都僅限於在高爾夫球車上,一想到要直接在如此大型的車輛上進行自動駕駛實驗總是會有些害怕,因為一旦車輛控制不好發生意外,那將會造成無可挽回的後果。接著當老師說明本次比賽所需要的考核項目時,在場的所有同學們都非常的不抱希望,因為比賽的考核項目對於我們現有的自動駕駛功能來說完完全全是不足的,太多的困難點需要我們一一去克服,同時自動駕駛功能本就不是只具備單一個領域知識所能完成的,這項科技本身就跨足了太多的領域,包含了電子訊號、車輛控制、電腦視覺、邏輯決策、演算法……等等,如此龐大的東西我們要在明年的6月底完成,光想想就覺得是一件不太可能的事,但因為老師已經接下了本次的比賽任務,我們眾位同學都是抱持著走一步算一步的想法去慢慢來實踐了。

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實驗用高爾夫球車

 

    在2018年8月到2019年6月的這段期間,各位實驗室的同學各司其職的做著自己被分派到的任務。而我所負責的為自動駕駛的上層控制的部分,簡單來說自動駕駛的上層控制就像人類的大腦一樣,負責接收感測器所接收到的各種資訊,並且經過一系列的運算和分析,最終得出一個我們所需要做的控制命令給中層控制去完成車輛的移動,而這個部分的最終目標就是補足比賽所需考核項目的自動駕駛功能。在進行此上層控制的功能研究時,起初我觀看了實驗室目前所使用的自動駕駛功能演算法和架構,發現在架構上以及演算法的功能上是相當不完善的,而為了能在短時間內達成比賽時所需要的功能,我在網路上找尋到許多無人自動駕駛的開源演算法以及其所設計的上層控制架構,經由多方的比對以及觀看各個開源演算法的功能完善程度,最終選取一個上層控制架構較為完善的系統做為我們的上層控制結構,並且將原有實驗室的部分演算法功能以及網路上所找尋到的開源演算法,依據我們的需求進行修改與改進,最後將其整合後融入到我們新的上層控制架構中。

    在經過四個月的改善後,於2018年12月時,我們以新的上層控制架構配合新的演算法進行無人自動駕駛,並且在安全的、崎嶇的路面環境下完成自動導航功能,同時我們所採用的新演算法也改善舊有實驗室在某些場域中無法進行自動導航的缺點。而經由本次使用新架構下能達成無人自動駕駛,對於我以及我所隸屬的團隊是一件相當大的激勵,因為這證明我們所走的方向是正確的,同時也證明我們的團隊是有能力在未來的幾個月內去完成後續的功能補強,這件事也促使我們對即將到來的「2018-2019杜拜全球自駕運輸挑戰賽」更充滿了信心以及希望。

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改裝完成的Hybrid貨車

 

    在往後的四個月內,各個小組仍不斷進行功能的補強以及演算法的修改,終於在2019年4月時,我們將要參加比賽的貨車,在明志科技大學的同學們加緊趕工下完成了車輛底層系統的改裝,這也代表著我們將要以這台貨車開始進行自動駕駛的實驗,但同時面對的另一個難題就是,我們僅剩餘不到三個月的時間將這台貨車改造成無人自動駕駛貨車。雖然表面看上去時間如此的短暫且不充裕,但我們的團隊並未因此喪失自信,因為在等待這車輛到達之前,我們仍不斷的進行演算法的修改及小車的實驗測試,這也使得我們的團隊累積了無數的經驗,讓我們不會懼怕在如此短的時間內完成這項挑戰。

    而在比賽前的這短短三個月內,我們的團隊竭盡全力的努力完成這項艱鉅的任務,每周花費大量的時間在進行無人自動貨車的測試及演算法的精進,這途中發生了許多大大小小的事情,舉凡團隊的意見不合、演算法上的漏洞、測試結果不如預期、諸多無法釐清的問題點……等等,這些的困難一直阻礙著我們前進的步伐,但我們的團隊仍努力地想盡辦法去解決這些問題,彼此互相的討論解決方法以及嘗試所有可能性,而在這中途老師以及艾歐圖公司的人扮演著重要的角色,他們以第三方的角度來觀看我們所遇到的諸多問題,並且給了我們很多良好的解決方法,這促使我們團隊能更快速的解決問題以及更快的走入正軌。

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無人自動駕駛貨車

 

    隨著時間的流逝,我們最終完成了無人自動駕駛貨車,並且於明志科技大學的測試場域中進行了無數次的無人自動駕駛,而同時比賽的時間也漸漸地到來。在比賽當天,我們所有團隊成員都是相當的緊張以及興奮,因為這是我們第一次參加如此大型的比賽,同時還有來自國外的專業評審做為裁判,雖然我們各自心中都知道,我們所做的自動駕駛功能還無法像人一樣,在實際的交通環境下進行安全的自動駕駛,但在我們所設定的場域中,我們已經可以確保我們能達到比賽項目的要求並且可以安全的行駛。而在比賽過程中也如同我們每次進行無人自動駕駛測試一樣,完成了該有的任務而沒有不可預期的狀況發生,在這過程中各個裁判也上車進行了體驗和評分,雖然當下沒有說明評分狀況是如何,但從裁判與老師談話的情境中,仍能看出裁判們對我們的自動駕駛系統是滿意的,而比賽也隨著裁判評比完後結束了。

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2018-2019杜拜全球自駕運輸挑戰賽-參與人員大合照

 

    最後很感謝老師讓我們有機會參與本次的「2018-2019杜拜全球自駕運輸挑戰賽」,因為有了這次的挑戰賽,使得我們的團隊有機會登上世界的舞台來呈現我們所做出的成品,雖然這段過程是如此的艱辛與疲憊,但靠著團隊的合作和努力,最終我們還是把臺灣的自動駕駛貨車帶到了世界的舞台上,讓眾多人瞭解到,臺灣也是可以完成無人自動駕駛車輛的。同時也很感謝艾歐圖公司的人員和明志科技大學一同做實驗的同學們,由於有他們陪同我們在這段時間進行無數次的測試,才讓我們有機會完成這項比賽挑戰。當然最後要感謝的還是我所隸屬的團隊,雖然這一路上遭遇到諸多困難,但我們仍一一克服而走了過來,並且最終獲得不錯的佳績,這對我們來說都是一種肯定﹐或許在未來我們仍能有機會再攜手合作,一同創造出更多不可能的事情。

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2018-2019杜拜全球自駕運輸展覽 - iAuto無人自動駕駛巴士

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2018-2019杜拜全球自駕運輸展覽-榮獲第二名獎盃和參展人員合照

 

潘正明

    本次榮幸參與這次2019杜拜世界自駕車展覽,這都要感謝臺灣大學與明志大學的師生互相合作,和業界iAuto與台塑企業的幫忙,才有今天這次參加機會,回想起當初在明志大學的測試場地花了將近三個月的事前比賽準備,從車輛的最基本的改裝,像是剎車、油門、轉向系統等等,一路從頭到腳由整個團隊合作分工打造完成,由於時間很匆促,每天都得從早到晚不停的測試以及事後的檢討並改進,這段時間大家都很用心在準備,才能順利在6/28的Demo中將成果展現出來,並獲得了前往杜拜參展門票。

    這次杜拜展覽時間雖然僅有兩天,但整個團隊一樣不能鬆懈,像是場地布置檢查、人力安排或是卡車是否順利運送到當地等等,這也是這次參展所學習到的事情。第一次參加這種大型國際展,看到其他國家對於這塊產業的重視,也感受到了科技感以及未來趨勢。

 

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    第一天的展場開幕來了相當多人,像是公司企業或是學生都來此參訪,雖然面對了世界各地的人,稍有些緊張,但也從中學習到了如何與外國人聊天,並介紹出我們團隊的特色以及優點,有些人聽完立即就對我們的自駕車相當感興趣,像是問一些「這台車願意多少賣?」、「能實際應用在杜拜的馬路上了嗎?」、「有提供軟硬體應用在其他車上嗎?」之類等等。

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    隨著時間慢慢地過去,也即將到了這次重要的頒獎時刻,由於要幫忙顧攤位,沒辦法一起參與頒獎典禮,雖然我們學生不在現場,但透過直播還是能夠觀看當時情況,也可以感受到緊張的氛圍,我記得當時在和來訪學生介紹自駕車功能,突然聽到同學大叫:「得獎了!」,當下其實很興奮,但還是得壓抑雀躍心情趕快介紹完,後來從同學口中知道,我們在這次新創組中獲得了第二名,雖然不如我們預期,不過還是相當開心,畢竟這是近年來臺灣在全世界自駕車中獲得到的最好成績,能夠代表臺灣以及臺灣大學來參賽,我已經感到很開心了,畢竟這是大家一起努力所得來的,很謝謝李綱老師推動這次比賽,讓我們這些學生有機會出國,也從中學習到很多在學校裡所學不到的理論以及實作經驗。

 

 

鄭力瑋

 

    本次代表臺灣大學、明志科技大學及艾歐圖科技前往杜拜參加Dubai World Challenge的自動駕駛車競賽。主辦單位將此競賽分為三大類別:商業級、新創級、以及大學級。而我們團隊所挑戰的則是眾多新創公司嶄露自我實力的新創級,團隊在經過數個月辛苦的準備之下成功的獲得了競賽資格,並且於今年六月時邀請競賽的評審委員們前來臺灣進行比賽審查。在臺灣大學團隊、明志科技大學團隊及艾歐圖科技團隊三方合作的努力之下,我們成功的取得了前往Dubai World Challenge的門票,邀請團隊於十月的Dubai World Congress for Self-Driving Transport展示所打造的自動駕駛車輛,並且主辦單位將於Congress中宣布所有級別的前三名隊伍,而新創級的冠軍及亞軍分別能獲得100萬及50萬美元的獎金。

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    在我們初次抵達杜拜並且走出機場大門時,便能夠強烈的感受到自然資源豐富國家所展示出來的城市氛圍。在嚴峻氣候條件下,杜拜是一個在沙漠中所打造出來的先進都市,到處都可見到一棟比一棟更為高大的商業及飯店大樓,而路上的行人大多數都穿著穆斯林的傳統服裝,整個都市所散發出的城市魅力及文化感與臺灣有相當大的差異。

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    本次活動是由杜拜官方交通部所舉辦,參與展覽及受邀的廠商來自世界各地,如自動駕駛車大廠Easymile、Navya等等,活動所包含的研討會也邀請了交通界知名學者如Stephen Shladover等進行Panel discussion及演講。而本次活動的重頭戲頒獎典禮則有邀請到杜拜市內各個親王,並且由杜拜酋長國王子本人進行獎項頒發,可見此次活動的重要性及酋長國對於後續發展的期待,對於我們這支由臺灣數個團隊所組成的國家隊來說是提升臺灣國際知名度及發展性的重要里程碑。

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    對於學生來說本次參展不僅是考驗自我的研發實力,同時也是能夠獲取大量資訊的地方,我們能夠參觀到各大自動駕駛車廠所展示的車輛,參考其優缺點並且補足我們所不足的地方,讓團隊得到成長。如商業級自動駕駛車因為其商業運作模式的特性,在車輛的使用性及完整度上都是值得參考及效仿的對象。例如其次商業級車輛皆具備身障人士所需的自動化延展坡提供輪椅上下的方便性,感測器配置為了完善偵測功能也將超音波、雷達、光達(2D/3D)、相機等進行資料融合,並將演算法運用於環境偵測、定位、障礙物偵測等主動安全及導航功能。

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由於我們所展示的自動駕駛車輛有別於其他展示廠商,讓我們攤位也成為了本次展覽活動的焦點之一。在別的廠商都在展示小型的(約10左右)運輸載具時,我們所展示的則是大型的重型車輛,且車輛本身為柴油引擎,不論是重量及控制難度都遠大於其他展示車輛。而重型卡車所能夠展示出的自由度也有別於其他展示車輛,我們的車輛具備高度的改造空間,不論是一般貨運或是運輸巴士等都能夠依照使用的需求進行修改,引起了當地參觀民眾及廠商的注目。

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    最後這支「臺灣國家隊」成功的於本次競賽打敗新創級數十支隊伍,成功取得新創級第二名贏得美金50萬元。在回想這一路走來由默默無名的臺灣大學、明志科技大學及艾歐圖科技的學生及研究團隊努力合作,克服各種可控、不可控的難題,於4個月之內打造出全臺灣唯一自動駕駛柴油引擎卡車,心裡是非常的感動。而團隊的努力也在獲取第二名時得到了回報,證明了臺灣其實具備了軟硬體實力,只是欠缺一個整合團隊將所有的資源調度整合,在這樣的合作模式下未來我們將能夠更加成長、茁壯。Art editor Img

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