急速越野：科目四

一、背景介绍

  第二十届全国大学生智能汽车竞赛竞速比赛规则已发布，比赛将于2025年暑期举行。竞速组比赛分为10个赛题组，其中“极速越野”组目前由三个比赛科目组成，前三个项目分别是往返赛道竞速、八字型赛道竞速和特殊路况竞速（颠簸路障、坡道、草地、桥洞）。主要考察车模在GPS导航+视觉辅助导航下的竞速性能和传感器融合应用。为了进一步提高竞赛内容的挑战性和趣味性，更好的鼓励参赛队伍进一步创新，提高参赛队伍的AI的实践能力，竞赛组委会将会额外增加人机语音交互的第四个比赛科目。

二、极速越野组科目四说明

  科目四主要利用英飞凌MEMS硅麦传感器+英飞凌AURIX单片机+英飞凌LED驱动芯片制作灯语显示板，实现通过自然语言控制小车完成一定任务的人机交互过程。

2.1 、任务描述

  科目四比赛时，要求参赛选手对着自己的赛车讲出连续的多条语音指令（5条），小车听完语音指令后需要立即做出响应动作，比如选手对小车讲：“打开近光灯、打开双闪灯、向前直行十米、顺时针转一圈、停进停车区1”，小车需在听到指令后立即完成以上动作。

  技术实现流程大致为小车通过安装在车模上的硅麦传感器拾取语音，小车通过单片机AD通道完成硅麦的声音信号采集，再将声音信号通过WiFi联网上传至云端，然后调用云端的语音转文字AI模型完成语音转文字过程，然后再将语音转文字的结果回传至本地，最后通过单片机将文字指令解析成对应的动作指令控制小车完成对应的灯语显示和动作执行。

2.2 、硬件及语音转文字模型要求

  硅麦传感器要求采用英飞凌指定型号：IM68A130A，可使用芯片自行制作PCB电路板，也可以使用不带信号处理电路的IM68A130A硅麦模块。为方便同学们使用，英飞凌联合为大家提供了免费硅麦芯片和免费硅麦模块的申请： 第20届全国大学生智能汽车竞赛—英飞凌MEMS硅麦芯片支持计划^[1] : https://mp.weixin.qq.com/s/-7keNcYXaxqOj3Fqpn0BQQ 。

  显示灯语的灯板要求使用英飞凌LED驱动芯片TLD7002完成LED灯板的驱动制作。可参考开源方案： 逐飞科技基于英飞凌TLD7002的点阵LED显示项目开源啦！^[2] : https://mp.weixin.qq.com/s/LF2UG3lu1e3Q06s_-N21Ug

  同样，英飞凌也为大家准备了免费LED驱动芯片的申请： 第20届全国大学生智能汽车竞赛—英飞凌芯片支持计划第二阶段^[3] : https://mp.weixin.qq.com/s/tRIT0-oMTMZj1UPKe56Pkw 。

  上传语音信号用到的WiFi模块不做限制，要求选手自行通过WiFi串口模块连接单片机完成联网并上传和回传数据，WiFi热点也由选手通过手机热点等方式自行准备，比赛现场组委会不提供WiFi网络。

  云端的语音转文字模型不做限定，同学们可自行调研使用何种方式来完成语音转文字的过程，但要求转换迅速，因为从朗读语音指令到执行完动作都有时间要求。

2.3 、语音命令库

  命令集总共包含15条：“打开双闪灯”、“打开左转灯”、“打开右转灯”、“打开近光灯”、“打开远光灯”、“打开雾灯”、“向前直行10米”、“后退直行10米”、“蛇形前进10米”、“蛇形后退10米”、“逆时针转一圈”、“顺时针转一圈”、“停进停车区1”、“停进停车区2”、“停进停车区3”。

  注：三个停车区会在比赛跑道上并排设置，每个停车区尺寸为2.5m*4m，科目四比赛前允许对停车区位置进行GPS采点记录，如下图所示。

  比赛时随机抽出5条指令给参赛队员，由参赛队员现场以人类正常语速连续读给小车听，读完后10秒内开始响应，30秒内按顺序完成指令所指示的灯语显示和运行动作，不能做多余的动作，裁判按指令顺序核对动作顺序，动作必须按顺序对应才算完成。

  五条指令的组成方式为“两条灯语指令”+“两条动作指令”+“一条到达停车区指令”，车模获取五条语音指令后，需要在原地显示完灯语后再做剩下的动作，每条灯语显示时间至少3秒钟，以便于裁判观察灯语显示是否正确。

  动作示意可参考文末资料链接里的视频资料。也可以先通过下方的动图进行参考动作的初步了解：

  （1）

  （2）

  （3）

  （4）

  （5）

  （6）

  （7）

  （8）

  （9）

  （10）

  （11）

  （12）

2.4 、奖励方式

  该科目是附加比赛科目，所以只将科目四设置为奖励项，做对1项指令可奖励减时1秒，做对2项可奖励减时2秒，以此类推，最多减时5秒。同一赛场的语音指令考核数量相同，各参赛队的减时奖励上限相同。因此，科目四不会影响队伍完赛的标准，但是会影响比赛的的名次（因为有减时奖励）。大家可以根据自己的余力来选择是否参与科目四的相关准备。

三、极速越野组科目四技术参考

  英飞凌赛事合作伙伴逐飞对科目四进行了相关测试，测试流程、实现方法及科目四的操作形式会陆续共享到网盘供大家参考，大家可通过网盘下载相关资料。

• 链接:https://pan.baidu.com/s/19dzxyDlcVsV2tFmWSZgXzw?pwd=ir32
• 提取码:ir32