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成都信息工程大学 | 初生牛犊不怕虎,在电赛找回拼搏激情

2022-02-16 10:37
媒体报导
摘要:未来我们会像热爱生活—样热爱电子工程!


“我原本是怀着终于可以放松一下的心情告别高三,步入大学,结果我却被电子工程深深地吸引了,现在学习电子工程已经成为了我放松娱乐的一部分。这次电赛的经历,我们已经找回了高中时那种拼搏的激情,未来我们会像热爱生活一样热爱电子工程。”


这并非是学霸的凡尔赛发言,而是本届TI杯D组国家一等奖获胜队伍三名成员共同的心声。杨玉航、傅豪、朱烨这三名来自成都信息工程大学的大二学生,今年第一次参加TI杯便展现了过人的创新实力和扎实的理论功底,他们在2021年全国大学生电子设计竞赛中的作品——“基于互联网的摄像测量系统”赢得了评委组的肯定与青睐。

左起:傅豪、朱烨、杨玉航



“实验室”    

       三结义


谈及自己自进入大学以来的学习经历,三位同学都打开了话匣子。队长杨玉航主要学习了FPGA算法、通信协议、信号处理,期间也接触过单片机、嵌入式、图像处理的开发;朱烨则始终关注嵌入式方向,不仅学习了51单片机与32单片机,更深入了Linux操作系统、树莓派等等;傅豪除了上述技术以外,更掌握了PCB的绘制,物理模型的搭建以及云服务、物联网等不少基于网络应用的相关知识。


“我和队长杨玉航同学都是科技创新实验室的成员,朱烨同学是属于周立功‘3+1’实验室的,所以我们仨从大一开始就因学习电子工程这个共同的爱好结缘成了朋友。” 傅豪同学这样介绍队员们。


在共同学习的过程中,TI与成都信息工程大学共建的开放实验室则是三位同学日常会面的“根据地”。在TI大学计划的支持下,模拟联合实验室,MSP430单片机联合实验室与电子工程创新实验室内部都组建了不同的学生创新技术团队,并根据组别特点接受分类指导。在这里,同学们可以通过TI免费提供的样片与定时开展的技术实训,结合TI最新器件开展的创新项目,积累工程实践经验,锻炼自身创新能力。此外,王建波、赵建两位实验室的指导老师与TI合作的课程“微处理器与微计算机系统”也受到了学生们的广泛欢迎。


初入电子专业的三人小组并没有因为较高的学习难度退缩,而是不约而同地加入了实验室,如饥似渴地学习理论、动手实验,不断探索研究方向并为之拼搏奋斗。三个人就这样携手并进,埋头苦学了一年后,终于经由学长的介绍找到了能够展现自身电子设计实力的舞台——TI杯。


放心把背后    

     交给队友


尽管三人并没有相对其他队伍那般丰富的竞赛经验,但对挑战的渴望让他们一拍即合,以初生牛犊不怕虎的心态报名了TI杯,期待在竞赛中将自己所学到的知识运用到极致,在实践中打磨将知识融会贯通的能力。


当被问及在紧张的竞赛过程中,对内是否曾经发生过争执时,三位同学异口同声地回答道:“完全没有。


原来,在三人共同学习电子工程的过程中,他们早已对彼此的能力有着十足的肯定,在实验室中共同奋斗的无数个日夜早就让他们练就了百分百的信任。尽管四天三夜的紧凑赛程让三位同学每天只能轮流休息个把小时,但他们仍旧沉着冷静地将自己负责的部分完成到最好,为后续接手的同学打好扎实的基础。


“负责搭建硬件电路、配置网络打基础的傅豪同学在前期是最辛苦的,每天只能休息2~3个小时。我通过MATLAB仿真单摆环境,并用公式推导计算误差,朱烨同学基于硬件设备,用OpenCV函数捕捉单摆,以及关于页面的UI设置,我们每天能睡4~5个小时。”队长杨玉航的语气中充斥着对队友的心疼与敬佩,“在后期傅豪搭建的硬件系统趋于完善后,我们强制他去睡一个安稳觉,我和朱烨顶上,基于傅豪的搭建尝试实现题目要求的功能,没有不必要的问题不叫醒他。”


队伍三人正聚精会神地调试作品


在三位同学紧密无间的配合下,作品很快便初具雏形,但随着搭建的深入,技术上的各种挑战与困难也随之浮现。


迎难而上    

    好事多磨


尽管三位同学拥有扎实的基础知识与丰富的实验经验,面对TI杯的综合考验和创新赛题带来的挑战,他们仍旧在各自负责的部分遇到了挫折。比赛第一天,负责搭建硬件与数据传输的傅豪同学就在配置中遇到了麻烦。


起初我采用的是VLC这个开源软件进行数据传输,然而结果并不理想,不仅有非常大的延迟,并且有卡顿、视频播放速度时快时慢不均匀的现象,这导致测量过程中物体的识别和数据处理上有非常大的偏差,更不用说后期计算出来的结果误差了。后来经过测试,更换了Netcat、raspivid等多种工具,前后使用了大概四五种方式,最后选择了用MJPEG格式的图像拍摄逐帧传输,终于实现了理想的效果。”


紧接着,负责测算的朱烨与杨玉航也发现了问题:“由于我们起初采用的摄像头并非USB摄像头,而是树莓派自带的低像素摄像头,本采用的是颜色提取法,但后来我们发现因该摄像头偏红光的缘故导致传输给终端的画面也略带红光,如此一来颜色提取法便失效了。我们不得不将算法改为对运动物体的抓取,通过一帧帧传输来的图像做前后运动的对比,来计算摆动和周期,结果后续计算参数时θ角总是有很大误差,无法达到要求。”


尽管困难重重,他们仍旧摸索出了解决之道:“通过我们的推算,发现两个摄像头捕捉到的单摆数据同时使用时具有一定关联,再通过微积分将采集到的单摆数据联系到一起,最终消除了θ角的误差,达到了赛题要求。”


消失的“球车”   

     是福不是祸


当被问及此次竞赛印象最深刻的事情时,三位同学再次展现了默契:“球车!“


原来在备赛过程中,三位同学曾在公布的器件清单中发现了“亚克力球“,于是他们猜测本届TI杯会有一道球车题,并提前搭建了一个具有寻迹、识别等功能的球车。谁知赛题公布后,他们并没有看到球车的身影,取而代之的是一题“智能送药小车”。


几经商讨之后,他们还是决定暂避锋芒,舍弃许多团队选择的热门题“智能送药小车”与提前准备、苦心构思的球车,选择了“基于互联网的摄像测量系统”,并在挑战的过程中不断克服困难,最终以优秀的作品打动了评委组,荣获该组国家一等奖。


尽管三位同学精心准备的球车并没有出现在本届TI杯的命题中,但他们仍将其视为电子工程学习过程中的一件趣事珍藏着,TI杯亦是如此。对于刚刚踏入电子工程领域的三位同学来说,在本届TI杯四天三夜的比赛中能够挑战自我,积累经验,从而明确对未来学习研究的方向已是宝贵的成就,更重要的是在享受竞赛的过程中,他们重获了拼搏激情,钻研学习的自驱力也更上一层楼。电子工程专业的学习道阻且长,但如像三位同学这样携手并进不言弃,必能行则将至,在各自感兴趣的领域绽放光芒。