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高中生小发明 让汽车自动停车入位

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2015年07月13日 15:49:18来源:北京晚报

曹沛晴

对于汽车新手来说,停车无疑是个噩梦般的存在。左拐右退,常常车还没停稳当,就已经跟左邻右舍来了个亲密接触。车载的停车辅助系统,虽然让汽车多长了双“眼睛”,能将更大范围的外部环境纳入“眼底”,可是依然无法拯救菜鸟们手动操作拙劣的技巧。来自中国人民大学附属中学的曹沛晴,研发出一套“基于手机交互的自动停车演示系统”,让汽车不仅多了双“眼睛”,更多了条“腿”,能自动找到回车位的路。

停车难激发小创意

暑假后就要升入高三的曹沛晴,在跟父母外出时,多次感受到停车难带来的不便。曹沛晴慢慢发现,停车难不是个别现象。随着汽车在人们日常生活中越来越普及,停车时间似乎也在变得越来越久。尤其对很多新手来说,经常因为技术不熟练,造成车辆的剐蹭,导致不必要的损失。目前市场上虽然也出现了很多半自动的停车辅助系统。但是,大部分还只能提供外部环境的相关信息,车辆的操作还是需要人工来完成,自动化程度较低。

有没有可能研发一种系统,既有“千里眼”,又能长双“自动腿”,让汽车能自动稳稳地停在车位上呢?这个爱琢磨的女生,开始了研究。

受实际条件的限制,曹沛晴并没有直接在汽车实物上进行实验,而是先在沙盘上做了原理上的模拟演示。整套演示系统包括两个部分:具有道路模型及车位模型的沙盘和能自主运动的小型汽车。点开手机上的程序,使用手机对小汽车及周边停车位环境进行拍照,程序对图像进行自动处理之后,确定出汽车和车位的相对位置,然后根据程序设定的算法为汽车规划出最佳停车路径,并获得汽车的控制参数;通过汽车与手机之间的蓝牙通讯,将手机上获得的控制参数传给小汽车,最终实现自动、准确的停车入位。

被锁实验室也乐在其中

曹沛晴说,做完了整个系统发明之后,有个意外之喜让她很开心:数学成绩莫名其妙地变好了。这或许要归功于最初让她头疼无比的那套汽车自动规划出停车路径的程序算法。“虽然我知道的东西不算多,但好在胆儿大,敢去学,之前没太接触过这方面的内容,也没做过这么复杂的程序但还是去做了。最后的程序写完了有4000多行,整个过程中也特别感谢老师的指导,学到了很多。”

从去年2月份有了实验想法,到演示系统在年底的最终成型,每逢有空,沛晴就跑去实验室待上一阵儿。“一做起实验来,就没了时间概念。有几次晚上实验室老师以为没人,锁上外门就下班回家了,结果就不幸被锁在里面了。”这个项目的首次露面是在去年的北京市青少年科技创新大赛上。即使在比赛的前一天晚上,沛晴为系统的最后调试还一直忙活到了晚上十一二点。

反复调试后,自主停车演示系统的功能基本都能实现。将小车随意摆放在简易沙盘的道路上,根据手机的识别及信息反馈,就可以比较精准地将小车停入水平或垂直车位。而要将系统从沙盘上搬到现实中,需要改进的问题也还不少。其中,需要解决的一大难点就是拍照问题,当前的演示系统是用手机俯拍沙盘和车模,沛晴说,未来会在拍摄和图像处理方面做进一步改进。

比赛现场到处都是老熟人

其实,说起来,这并不是曹沛晴第一次动手做发明了。从小学5年级开始,她每年都要倒腾出点儿什么,算作是送给自己的礼物:能捡起角落里乒乓球的机械手、3D人体姿态捕捉系统、机器人……不管是什么崭新的领域,只要有了兴趣,沛晴都敢去试一试。从小到大参加的创新发明比赛也已不计其数。有时候到了比赛现场,才发现许多评委和选手都是老熟人,“比赛期间能有评委和其他参赛选手直接叫出我名字的时候,真的挺惊喜的。”

曹沛晴说,发明让她越来越对知识本身产生兴趣,她现在越来越享受每一个发明的过程。(牛伟坤 制图吴薇)

(来源:北京晚报)

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