通讯员汪鸿宇 刘玥含
伴随高新科技自动化时代的莅临，如何将自动驾驶技术灵动运用至现实生活，成交通运输领域的一项关键研究课题。我校汽车学院的研究团队，在指导老师游向荣的带领下，团队成员深入工程现场进行实地调研，以《“矢”志不渝——重载运输车自动驾驶系统》为课题，勇挑重在运输车自动驾驶这一难题，在第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中绽放光芒，斩获主体赛一等奖。
重载运输开启自动驾驶安全新时代
当前，国内外重载运输领域95%仍依赖人工驾驶，仅约5%的工程单位和龙头企业采用了智能驾驶技术。然而，这些技术存在精度不高、安全性弱以及适用场景有限等问题。
在实际操作中，多轴独立转向车辆的基本运动学模型存在多种纠偏模式，需要人工手动切换。当人工驾驶时，复杂的路况使得精确控制变得困难。
在运梁车上，运梁车穿越隧道作业时，梁片与隧道壁的距离骤减至仅 20 厘米。低容错率和频繁的模式切换对驾驶人员提出了极高要求，稍有差错就可能引发事故。
原有的纠偏模型将所有转向模式整合，仅需输入偏移量、纠偏比例因子和车辆基本参数，即可获得各车辆的纠偏角度，灵活性较差。
重在运输自动驾驶的研究迫在眉睫。团队成员扛起了研究这个领域的大旗，在不断地推导与演算当中，重载运输车自动驾驶系统横空出世。
对于为何坚持做自动驾驶系统，团队负责人汽车学院物流工程20级李伟回答道：“每项新技术的提出，到研发，再到落地使用都需要经历一段很长的时间。但我觉得自动驾驶技术已经在改变人类的生活，随着不断地深化改革，在未来将会创造更大的效益。”
自动驾驶系统历经千锤百炼
将自动驾驶技术应用于重载运输领域并非易事，过程中充满了各种挑战。
起初，项目从研究到实际落地的跨度较大，遭到了一些质疑。但团队坚信，自动驾驶技术必将带来巨大变革。
为了实现各种纠偏模式的灵活结合，他们面临重重困难。
“如何将各种纠偏模式整合，构建实用的纠偏模型，提高多轴重载运输车转向的灵活性，是一个极为复杂的问题。我们历经三代多轴重载运输车模型的研发和近两年的反复调试。”李伟回忆道。
2022 年 5 月，项目第二负责人胡天鑫提出自适应分矢量纠偏技术，将位姿偏差分解到旋转、水平和竖直方向，并在各方向上采用最短路径纠偏，计算各轮组的分矢量纠偏转角，实现了重载运输车各方向纠偏速比和行进速度的独立控制。在此基础上构建的分矢量转向模型，达到了纠偏精准、灵活运动的效果。
对于胡天鑫来说，矢量分解的灵感犹如黑暗中的一束光。技术研发的关键在于捕捉灵感并付诸实践。
为了调试这项技术，团队等比例缩放制作了三个实物模型，为了符合实际车辆行驶的情况，一代又一代将实验模型的各种细节不断优化，以确保可以在实际车辆上成功应用。
此外，交通作业中的复杂情况也给团队带来了挑战。他们需要考虑不同天气和路况对车辆运行的影响。
针对不同情况，团队采用了多种方法。在空旷道路上，团队采用组合导航仪，经过导航仪定位，输入位置坐标规划路线；在隧道中，通过激光测距传感器检测道路宽度和车辆偏移情况。
历经一代代的优化，团队构建了基于纠偏矢量分量的转向模型，借助三大核心创新技术，成功推出了重载运输自动驾驶系统，实现了重载运输的安全驾驶。
自动驾驶领域未来无限可能
目前，该技术已在中铁二局渝昆高铁、中铁五局成自铁路以及中铁十一局汉江重工有限公司汉川制梁场得到应用。
在项目研发过程中，团队累计申请并获受理 4 项发明专利、授权 2 项实用新型专利和 6 项软件著作权，荣获多项国家级奖项。
荣耀加身，团队从未停止前进的步伐。
在这个寒假，胡天鑫对构建模型的推导过程进行了再度优化，实现了曲线纠偏、纠偏速比可控和转向中心验证。
“其实之前的纠偏速比也是可以控制的，只是当时我们没有进一步推导其实际意义。现在，所有参数都具有了实际意义。”胡天鑫解释道。
自动驾驶系统作为近年来交通运输领域的热门研究课题，无论是普通汽车还是多轴重载汽车，都有众多学者在不断探索和创新，以响应“交通强国”的号召。
在李伟眼中，自动驾驶系统已经在改变人类生活，未来必将创造更大价值。
“我们的长期规划是在十年内领跑国内重载运输自动驾驶市场，然后逐步拓展国外市场！”他信心满满地说。
