电赛新人与赛场老手的“TI杯”历险记

2020-12-15 16:23
媒体报导
摘要:一支主张遇到问题集思广益共同解决,一支则偏爱各取所长优势互补的“作战”方式;虽然两支团队看起来存在很大的差异,但他们在比赛前所做的充分的准备,比赛时良好的配合,以及坚持不懈、精益求精的态度却是别无二致的,这或许就是这两支团队在TI杯福建省大学生电子设计竞赛中制胜的关键。

福州大学有这样两支来自物理与信息工程学院的团队:


一支是纯新人的组合,一支是老战友的团队;


一支在比赛过程中如坐过山车般跌宕起伏,一支则沉着应对处变不惊;



一支主张遇到问题集思广益共同解决,一支则偏爱各取所长优势互补的“作战”方式;

虽然两支团队看起来存在很大的差异,但他们在比赛前所做的充分的准备,比赛时良好的配合,以及坚持不懈、精益求精的态度却是别无二致的,这或许就是这两支团队在TI杯福建省大学生电子设计竞赛(以下简称“TI杯”)中制胜的关键。



一、坚持不懈,电赛新人克难折桂

1.新队友志趣相投

苏灯梅、郑鹏威、李金娴三位同学都来自福州大学物理与信息工程学院,获得“TI杯”一等奖的他们今年不过18、19岁,正是初生牛犊不怕虎的年纪。当被问及为什么会想要参加“TI杯”时,三位同学都毫不犹豫地说出——“因为兴趣”。李金娴说:“我感觉小时候接触电脑时就有了电子设计方面的兴趣,非常好奇这方面的东西。”郑鹏威也有着相同的感受,他说:“以前玩游戏的时候就喜欢在游戏中搭电路,觉得电路设计挺有意思的,高考选专业的时候也选择了电子方面。”他们对电子设计发自内心的喜爱,成为其备赛过程中从未枯竭的动力来源,也支撑着他们挺过了四天三夜跌宕起伏的的比赛过程,并最终摘得桂冠。



三位小伙伴在进入大学后便通过选拔加入了学校的信息技术部,在随后的实践中,因为志趣相投、互相认可,他们便早早地组成一个学习小组,一起学习电赛相关的知识,遇到问题相互帮助,共同进步。


2.意外现跌宕起伏

然而,初次参加TI杯的经历,却不是那么一帆风顺。意料之外的情况在选题阶段就发生了,本来团队精心准备的是在平面上运行的小车题,但是这次比赛的题目却是斜面小车题。准备方面的冲突给三位队员们带来了第一个挑战:继续选择不具优势的小车题,还是更换为其他更有竞争力的题目?迅速评估情况,权衡利弊后,队员们果断放弃小车题,选择了G题“非接触物体尺寸形态测量”。



随后的比赛过程也充满“刺激”,队长苏灯梅把比赛过程比作过山车,起起伏伏,充满意外。在整个比赛过程中,如何校准并提升测量精度这一难题一直困扰着团队,明明前一天晚上已经把作品调整完毕,图像采集、数据分析、分析形状和测距等步骤和功能都能正确运行,精度也达到要求,结果第二天早上想要再确定一下性能的时候,由于外部环境因素的变化和镜头的影响,结果就出现了较大的偏差,不得不重新调试。团队最终尝试在被测物的参考板上安装了一个红外激光模块,用以保证背景板与测量装置的视觉中心垂直。同时经过多次数学建模,获得一个比较稳定的测试结果,得到了稳定的补正模型。经过一番艰难地调整之后,在截止日期前他们顺利把作品调整到了稳定状态。


此外,比赛过程中还有另一个让团队差点崩溃的瞬间。团队们用作主要识别模块的OpenMV上几乎没有设计保护电路,因此极易损坏,在比赛的第二天,团队就连续损失了两个模块。而对于还没有实现经济独立的他们来说,模块的损失是很大的负担。团队因此一度有了放弃比赛的念头。所幸后来三位小伙伴稳定了心态,抱着“既来之,则安之”的想法,坚持做了下去。“后面想一想做都做了,还是继续做,弄坏就弄坏,然后就继续做下去了,还好最后做成了。”队长苏冬梅在赛后这样说道。在度过这一系列风波之后,他们终于“守得云开见月明”,实现了作品的理想效果。



3.历风波克难折桂

赛后,苏灯梅和他的队友们反思整个比赛过程,认为收获到了两个宝贵的经验。第一是需要通过学习来进一步精进自己的专业能力。参赛时,由于大二的他们刚刚进行专业分流,掌握的知识不足,选择的余地也比较小。而且三位队员学习的知识太过接近,遇到问题能够采用的解决方案也比较单一。他们希望不断拓宽自己的知识边界,掌握多个方面的技能,进而提升他们之后参赛时的选择空间。第二是良好的心态非常重要。郑鹏威回忆比赛过程,提到“这个比赛很难,如果做一半就放弃了,肯定什么收获都不会有。心态要调整好,像我们做这套题精度很难调上去,经常一会儿好,一会儿坏,昨天的代码刚改好,今天就不能用了。遇到这种情况就很受打击,这个时候一定要调整好心态,相信阳光总在风雨后。”



二、厚积薄发,默契团队稳健夺魁

1.老战友并肩作战

刘信湧和林宇昂是福州大学物理与信息工程学院两位大三学生,他们在大一时就已经在学校的信息技术部相遇。在队长林宇昂的眼中,队友刘信湧在培训中的学习速度很快,并在学院举办的科技节中展露锋芒,是一个靠谱且好学的人。因此他便尝试与刘信湧进一步接触,逐渐了解,最后水到渠成地组成了团队。



这个团队一路走来,经历了各种创新创业大赛的磨砺,培养出了完美的默契。比赛过程中,他们采取优势互补的原则,将团队具备的优势最大化。林宇昂团队选择的F题是“简易无接触温度测量与身份识别装置”,这个装置可以分成三个模块,即测温、人脸识别、口罩识别。信湧同学主要负责调节温度传感器,宇昂同学主要负责人脸识别、口罩识别的实践,而UI和交互界面则是他们一起完成的。比赛中,长期形成的默契让他们对于这次选题的设计基本达成了共识,即使偶尔出现意见分歧的情况,他们也会立刻进行方案验证,然后进行实际测试,最后确定效果较好的方案。



2.共合作处变不惊

疫情期间,口罩识别是比较热门的话题,林宇昂的团队之前接触过,也制作了一套方案。同时人脸识别装置也是他们之前接触过的设计,所以他们很快就将这两个模块完成了。剩下的测温装置是本次比赛他们需要重点突破的难点。虽然测出温度挺简单,但要测准就比较难,他们的时间主要花在保证作品测温精度并使其保持稳定上。在实现作品目标的过程中,他们主要遇到了两方面的挑战:一是由于人体表面温度和人体核心温度之间存在差异,需要进行转换,因此必须建立一个映射。二是用以精度测试的标准设备由于外界环境的影响和测试方式的不同,导致本身误差就很大。为了解决这两个问题,他们几乎尝试了各种测温设备,开始的时候,他们找到能够测表面温度的测温**,但测温**的误差比较大。于是他们又尝试腋下体温计等直接接触式的温度计,但是获得其读数耗时太长。最后,他们找到直接接触式的工业式测温**,这种测温**装有传感器,读数非常快,而且较前两者更加精准。他们通过不同的传感器收集了大量的数据,通过不断调整这些数据和函数关系,最后取得了一个比较精准的读数。最终作品的测温精度不仅控制在了正负0.5摄氏度之内,还支持多人同时检测。此外,他们设计的作品还在保持功能可靠稳定的前提下,实现了硬件电路的简单便携。



3.重积累稳健夺魁

2019年,两位小伙子也组队参加了“TI杯全国大学生竞赛”,然而成绩并不如他们预想得那么好。因为当时他们的准备并不充分,而且缺少大赛的经验,导致比赛过程中比较慌乱,这对最后的作品效果有很大影响。林宇昂同学提到:“‘TI杯’的比赛不仅仅局限在那四天三夜之中,平时的积累更加重要。要多学一些东西,多接触一些东西。”今年参赛的过程中,他们吸取之前的教训,提前开始准备。他们安排了两个月左右的备赛时间,在这期间他们会把常用的模块进行统一编码,方便以后使用,同时还参与了学院信息技术部统一组织的培训,做了不少往年的竞赛题。值得一提的是,两位同学平时也会关注TI的公众号或论坛,学习TI官方手册,并在E2E论坛上面找一些技术相关的文章学习。林宇昂同学说:“我们看到在E2E论坛上有时候一个问题被提出来,总是能够很快得到解答,堪称学习利器。而且由于TI是用专用的IDE,可以直接从它的软件里下载它的库函数,这一点是非常方便的。TI不仅为我们提供了一些器件上的帮助,而且提供了整个系统和软件上的配套,为设计提供了很大的便利。” 刘信湧认为这次比赛的胜出是他们两人厚积薄发的一个结果。事实也确实如此,这样一步一个脚印的积累让他们在正式比赛时一直非常顺利,拿到一等奖的名次也成了水到渠成的事。



三、开拓创新,经验传承

对于两支来自福州大学的参赛队伍来说,“TI杯”不仅是比赛,更是一种创新与传承。


当一个新的任务下来之后,参赛队员们需要去思考怎样的方案会比较完备,怎样去实施更好,确定方案后把它们怎样分解成各个容易单独解决的小模块,各个模块完成后再组合在一起联调,达到最好的效果,这其中既需要团队的精诚合作,也需要每一个队员都发挥脑洞,大胆创新。


此外,通过福州大学物理与信息工程学院专为电子类竞赛成立的信息技术部,队员们在其中相遇相知,并为“TI杯”共同拼搏。参赛队员们从辅导老师和学长学姐们那里不仅得到了参赛经验的分享,更传承了孜孜不倦上下求索的钻研精神。



TI杯2020年省级大学生电子设计竞赛业已落幕,但其带给各位同学的绝非仅仅只有四天三夜的参赛体验,更是将每一颗小小的好奇种子播撒进了莘莘学子的心中,激励着他们继续探索前行,永不停歇。