【大學(xué)生雜志】北理工倪俊：夢(mèng)想定義未來(lái)汽車(chē)
發(fā)布日期：2018-12-03 供稿：大學(xué)生雜志 編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：倪俊：夢(mèng)想定義未來(lái)汽車(chē)
超級(jí)無(wú)人車(chē)
“這是我們研發(fā)的軍用超級(jí)無(wú)人車(chē)， 地面航母。”倪俊告訴記者。
“地面航母”是個(gè)黑色的大家伙，四個(gè)粗壯的車(chē)輪格外醒目，“車(chē)頂”上停著幾架小型無(wú)人機(jī)。
倪俊團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出新型地面無(wú)人系統(tǒng)的“航母”概念，從“航母”出發(fā)的有無(wú)人機(jī)和小型地面機(jī)器人。記者認(rèn)為的“車(chē)頂”其實(shí)是可供3~6架小型旋翼無(wú)人機(jī)起降的云臺(tái)；在車(chē)體前部有專(zhuān)門(mén)空間，通過(guò)自動(dòng)打開(kāi)的艙門(mén)，可以釋放出一個(gè)小型地面機(jī)器人。
無(wú)人機(jī)凌空偵查信息，地面機(jī)器人憑借小巧的身材可以進(jìn)入管道、樓房等狹窄空間內(nèi)探測(cè)。執(zhí)行任務(wù)時(shí)它們所獲得的信息可實(shí)時(shí)回傳送給母體車(chē)輛和控制人員，完成任務(wù)后，小無(wú)人機(jī)和小機(jī)器人返回母體車(chē)輛充電。
倪俊介紹，這個(gè)“地面航母”具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力，車(chē)輛領(lǐng)域的頂尖技術(shù)，如輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)、獨(dú)立轉(zhuǎn)向、獨(dú)立懸架，被團(tuán)隊(duì)科學(xué)有效地集成到一起，自重1噸的“地面航母”百公里加速僅3~4秒，原地轉(zhuǎn)向僅2秒！
和“航母”一起的還有幾個(gè)產(chǎn)品。兩輛小型紅色底盤(pán)無(wú)人車(chē)并肩排著，大小就像是沒(méi)有座位和外殼的小轎車(chē)；再旁邊是外形一樣、尺寸更大的一輛無(wú)人車(chē)，倪俊介紹，這款中型無(wú)人車(chē)底盤(pán)的最高車(chē)速80公里/小時(shí)，續(xù)航能力300公里，負(fù)重3噸。
“這就是團(tuán)隊(duì)的系列產(chǎn)品。”倪俊說(shuō)。
在北理工中關(guān)村校區(qū)，坐落于學(xué)校西北角的工程訓(xùn)練中心并不醒目。
工程訓(xùn)練中心創(chuàng)建于2009年，占地1400平方米。
“基地”在訓(xùn)練中心內(nèi)的一個(gè)區(qū)域，是一個(gè)長(zhǎng)六十多米、寬二十來(lái)米的“工廠”。
“基地”里黑色的大家伙是“地面航母”，和“地面航母”一起的還有幾個(gè)產(chǎn)品。
兩輛小型紅色底盤(pán)無(wú)人車(chē)并肩排著，大小就像是沒(méi)有座位和外殼的小轎車(chē)；
再旁邊是外形一樣、尺寸更大的一輛無(wú)人車(chē)，倪俊介紹，這款中型無(wú)人車(chē)底盤(pán)的最高車(chē)速80公里/小時(shí)，續(xù)航能力300公里，負(fù)重3噸。
“這就是團(tuán)隊(duì)的系列產(chǎn)品。”倪俊說(shuō)。
我們的基地這幾輛車(chē)停放的地方是北理工大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，倪俊稱(chēng)為“我們的基地”。在北理工中關(guān)村校區(qū)，坐落于學(xué)校西北角的工程訓(xùn)練中心并不醒目。工程訓(xùn)練中心創(chuàng)建于2009年，占地1400平方米。基地在訓(xùn)練中心內(nèi)的一個(gè)區(qū)域，是一個(gè)長(zhǎng)六十多米、寬二十來(lái)米的“工廠”。
走進(jìn)“工廠”門(mén)內(nèi)，是十米長(zhǎng)的通道，通道盡頭的右側(cè)有一個(gè)水池，水池左前方立著一塊小黑板，上面寫(xiě)著“距離比賽還有6天”的字樣。
靠墻的三間屋子是車(chē)隊(duì)的辦公室。倪俊推開(kāi)中間屋子的白門(mén)，滿(mǎn)眼的汽車(chē)零部件，正中間擺放著十幾臺(tái)汽車(chē)電池，右側(cè)架子上是各種型號(hào)的輪胎……倪俊說(shuō)，這是方程式賽車(chē)隊(duì)的辦公室，一扇玻璃門(mén)把室內(nèi)一分為二，外間擺放零部件，內(nèi)間是辦公區(qū)域，整齊擺放著桌子、電腦、黑板……倪俊指了指天花板上的一張大照片說(shuō)，照片中的2012年方程式賽車(chē)在上海的一場(chǎng)比賽中燒了，這是唯一的記憶，上面是團(tuán)隊(duì)所有成員的簽名，“我們把這張照片掛在頭頂上，就是反復(fù)提醒自己：精益求精。”
說(shuō)話(huà)間，我們來(lái)到倪俊的無(wú)人車(chē)車(chē)隊(duì)辦公室，這里沒(méi)有堆放汽車(chē)零部件，只看見(jiàn)擺放整齊的辦公桌和桌上的電腦。進(jìn)門(mén)右側(cè)有一張行軍床和睡袋，倪俊說(shuō)，他和隊(duì)友經(jīng)常在這里過(guò)夜，他更是常客，有時(shí)幾乎整個(gè)月都睡在這兒，牙膏、牙刷、洗 面奶等生活用品都備齊了，他說(shuō)：“我們就在基地門(mén)口水池處洗漱。”
走出無(wú)人車(chē)車(chē)隊(duì)辦公室，十米處右側(cè)是兩扇上了鎖的白鐵門(mén)，門(mén)后是數(shù)百臺(tái)機(jī)床，供全校同學(xué)進(jìn)行銑削、刨削加工等技術(shù)實(shí)訓(xùn)。采訪(fǎng)時(shí)，不時(shí)響起車(chē)床運(yùn)作后隆隆的聲音。倪俊告訴記者，每當(dāng)要參加比賽時(shí)，他和隊(duì)友們就打開(kāi)這兩扇門(mén)，賽車(chē)穿過(guò)一排排車(chē)床，駛出工程訓(xùn)練中心。
愿景：定義
“基地全天24小時(shí)全年365天開(kāi)放。”在基地里，從大三開(kāi)始，倪俊度過(guò)了7年來(lái)的大部分時(shí)光。
倪俊是北理工機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院的在讀博士，在北理工的近十年求學(xué)時(shí)光，他一直緊盯汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的前沿，他的志向是求學(xué)報(bào)國(guó)，為中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
“無(wú)人車(chē)的理論、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈格局和傳統(tǒng)汽車(chē)的完全不一樣，這是一個(gè)完全新的歷史機(jī)遇，那么在未來(lái)，讓這一切都是我們中國(guó)人所定義。”在冠軍爭(zhēng)奪賽上，倪俊豪邁地宣告。10月14日，在廈門(mén)舉辦的第四屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽冠軍爭(zhēng)奪賽上，倪俊的這一陳述，激起了在場(chǎng)觀眾和評(píng)審的共鳴，讓他贏得冠軍。
汽車(chē)行業(yè)被譽(yù)為工業(yè)之王，這是汽車(chē)的復(fù)雜度與其產(chǎn)量綜合起來(lái)造成的特殊地位。汽車(chē)有數(shù)萬(wàn)個(gè)零件，設(shè)計(jì)壽命往往在十年以上，還要經(jīng)受得住風(fēng)雨霧雪等不同氣候以及不同路況的考驗(yàn)，現(xiàn)代工業(yè)的奇跡之一就是能把這么復(fù)雜的東西做得可靠性如此之高、可維護(hù)性如此之好，成本還如此之低的批量生產(chǎn)。汽車(chē)制造的復(fù)雜性、汽車(chē)行業(yè)的綜合性，使得汽車(chē)業(yè)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)軟件實(shí)力和硬件實(shí)力的雙重標(biāo)桿。在《中國(guó)制造2025》的規(guī)劃中，很多內(nèi)容是與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的。“在過(guò)去的100年時(shí)間里，汽車(chē)業(yè)的理論、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈格局很少有由我們中國(guó)人定義的。”倪俊說(shuō)。
隨著技術(shù)的發(fā)展、理念的變化，電動(dòng)汽車(chē)取代燃油汽車(chē)的趨勢(shì)擴(kuò)大，自動(dòng)駕駛汽車(chē)逐步推廣中，使得全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將發(fā)生大洗牌。倪俊從2013年開(kāi)始專(zhuān)注于特定場(chǎng)景無(wú)人車(chē)方向的研究，他發(fā)現(xiàn)研究無(wú)人車(chē)的大多是計(jì)算機(jī)和信息學(xué)科出身，往往認(rèn)為車(chē)已經(jīng)很成熟了，是要利用計(jì)算機(jī)等技術(shù)怎么往車(chē)上裝雷達(dá)、裝攝像頭以取代人。學(xué)車(chē)輛工程的倪俊不以為然，在他看來(lái)，傳統(tǒng)汽車(chē)的理論，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是圍繞人類(lèi)操縱這一基本原則而展開(kāi)的。無(wú)人車(chē)既然考慮到“無(wú)人”，所有的零件都是電子電線(xiàn)控制，那么其設(shè)計(jì)理念、整體布局完全可以另起爐灶，也就需要一套新的理論來(lái)支撐。倪俊正在寫(xiě)的博士論文，就是探討無(wú)人車(chē)“隨控布局”總體設(shè)計(jì)的理論，把機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)結(jié)合在一起開(kāi)展總體設(shè)計(jì)與總體控制。他的目標(biāo)是在未來(lái)的無(wú)人車(chē)領(lǐng)域，由中國(guó)來(lái)定義行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
理論不是空中樓閣，必須付諸于實(shí)踐和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，就是倪俊給記者展示的特種無(wú)人車(chē)系列中云智車(chē)和軍用超級(jí)無(wú)人車(chē)。倪俊和團(tuán)隊(duì)聚焦到無(wú)人車(chē)的通用底盤(pán)設(shè)計(jì)。他告訴記者，他們的理論和技術(shù)，用最形象的語(yǔ)言描述，就是把無(wú)人車(chē)的所有控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)封裝在一個(gè)密閉底盤(pán)里，更重要的是底盤(pán)達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及高控制精度。“車(chē)規(guī)級(jí)是指可靠性、技術(shù)耐久性達(dá)到汽車(chē)級(jí)的水平，是整個(gè)工業(yè)范圍里可靠性、耐久性要求最高的。”倪俊說(shuō)，“車(chē)規(guī)級(jí)通用底盤(pán)研發(fā)，我們是全國(guó)首創(chuàng)。”他們研發(fā)的系列通用底盤(pán)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)上專(zhuān)屬于無(wú)人車(chē)，去除冗余機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了總體布局靈活性；動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)的控制性能達(dá)到車(chē)規(guī)化，可靠性高，控制精度高；動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)算法精度高、響應(yīng)速度快。在通用底盤(pán)基礎(chǔ)上，他們成功開(kāi)發(fā)新車(chē)型——“中云智·承”無(wú)人運(yùn)貨車(chē)，搭載自主研發(fā)的環(huán)境感知與決策規(guī)劃系統(tǒng)，可用于封閉園區(qū)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的物流貨物運(yùn)輸，已經(jīng)在固安工業(yè)園區(qū)試運(yùn)營(yíng)。他們還成功開(kāi)發(fā)軍用無(wú)人車(chē)——200kW全線(xiàn)控軍用超級(jí)無(wú)人車(chē)。
本科到博士 N個(gè)零到一
回看倪俊在北理工，從本科到博士的數(shù)年間，他和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造過(guò)N多個(gè)第一。
本科入學(xué)后，倪俊就把科研作為努力的方向。在良鄉(xiāng)校區(qū)的兩年里，“我?guī)缀醪环止?jié)假日、不分寒暑假，每天都是晚上一兩點(diǎn)睡覺(jué)，早上五六點(diǎn)就爬起來(lái)，然后在桌子前一動(dòng)不動(dòng)地讀書(shū)。”倪俊說(shuō)，這段時(shí)間他自學(xué)了本碩博的所有課程。
倪俊辛苦學(xué)習(xí)是想要建立賽車(chē)動(dòng)力學(xué)的理論體系。他在大一時(shí)偶然接觸到學(xué)校的方程式賽車(chē)隊(duì)。2010年，“中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽”進(jìn)入中國(guó)，是面向大學(xué)生的科技創(chuàng)新比賽。這一賽事在美、德、英等國(guó)家已經(jīng)是十分成熟的賽事。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，參賽的大學(xué)生隊(duì)伍用一年時(shí)間設(shè)計(jì)、制造一輛賽車(chē)，每年固定時(shí)間舉行比賽。
彼時(shí)，同濟(jì)、清華等工科高校都在做賽車(chē)的設(shè)計(jì)和研究。但是，倪俊和同學(xué)們深感迷茫，他形容“就像是要完成作業(yè)，卻不知道公式”。賽車(chē)過(guò)于小眾，國(guó)內(nèi)賽車(chē)運(yùn)動(dòng)和賽車(chē)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)研究幾乎沒(méi)有。為了不讓后來(lái)者陷入迷茫，倪俊埋下心愿，完成一套理論體系的建立。大四時(shí)，身為方程式賽車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)，他已經(jīng)完成了近50萬(wàn)字的文稿。每個(gè)周末，在培養(yǎng)后備隊(duì)員的課堂上，倪俊就以文稿為教材給大家講，從宏觀到微觀一層層把其中的邏輯講清楚。他自嘲這是自己的毛病，愛(ài)表達(dá)，還愛(ài)追根究底。
如果說(shuō)苦學(xué)是一個(gè)人的戰(zhàn)斗，那么車(chē)隊(duì)就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的奮斗，考驗(yàn)隊(duì)長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)力。
2012年8月，倪俊隨隊(duì)攜中國(guó)第一輛燃油賽車(chē)赴德國(guó)參賽。到了德國(guó)，他們發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)因?yàn)楹＿\(yùn)受潮而損壞。倪俊沒(méi)有氣餒和退縮，他和隊(duì)員們?cè)谫悎?chǎng)旁陰冷的樹(shù)林里露營(yíng)了整整8天，白天修理賽車(chē)備賽，晚上在簡(jiǎn)陋的帳篷里休息。修理好的賽車(chē)亮相于最后一天的耐久賽上，那是五星紅旗第一次飄揚(yáng)在世界大學(xué)生方程式賽車(chē)的跑道上。
保送讀博后，倪俊的研究方向是“無(wú)人車(chē)”。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，2015年年底倪俊組建起無(wú)人賽車(chē)隊(duì)，研發(fā)無(wú)人駕駛賽車(chē)。這年早些時(shí)候，倪俊帶隊(duì)攜中國(guó)第一輛電動(dòng)賽車(chē)參加德國(guó)的比賽，和德國(guó)賽事主辦方聊天時(shí)，大家一致認(rèn)為無(wú)人車(chē)是今后的發(fā)展方向。后來(lái)，德國(guó)大學(xué)生方程式賽車(chē)組委會(huì)宣布2016年舉辦“無(wú)人賽車(chē)”賽事討論會(huì)。倪俊很興奮，和中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)一起積極聯(lián)系了德國(guó)組委會(huì)，表示希望參與此次討論會(huì)，能夠參與國(guó)際賽事的規(guī)則制定。德方拒絕了中國(guó)的申請(qǐng)。倪俊分析，這是德國(guó)等老牌汽車(chē)工業(yè)國(guó)家的刻板印象，從燃油車(chē)到電動(dòng)車(chē)的世界級(jí)方程式大賽里，發(fā)起者從來(lái)沒(méi)有中國(guó)，啟動(dòng)無(wú)人車(chē)賽事當(dāng)然也不用考慮中國(guó)的聲音。其實(shí)，2016年年初，倪俊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的無(wú)人駕駛賽車(chē)樣車(chē)已經(jīng)亮相于公眾，這輛無(wú)人賽車(chē)以電力作為能源，由電動(dòng)賽車(chē)銀鯊2號(hào)改造而來(lái)，保留了駕駛座位，通過(guò)攝像頭對(duì)行人等障礙物進(jìn)行識(shí)別，并能及時(shí)自動(dòng)剎車(chē)。
被拒絕后，倪俊坦言脾氣上來(lái)了，身為中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)的秘書(shū)長(zhǎng)，他覺(jué)得這個(gè)時(shí)刻自己有責(zé)任必須做點(diǎn)事情。“推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展是從很多小地方著手做起的，毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)人車(chē)領(lǐng)域是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，賽事有著很好的引導(dǎo)和示范作用，得做起來(lái)。”倪俊說(shuō)。他找到主辦國(guó)內(nèi)大學(xué)生方程式大賽的中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)，提出中國(guó)來(lái)辦世界第一個(gè)無(wú)人駕駛大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽。
在倪俊的努力和各方的支持下，2017年“中國(guó)大學(xué)生無(wú)人駕駛方程式汽車(chē)大賽”成功舉辦。倪俊擔(dān)任規(guī)則主要制定者及賽事運(yùn)營(yíng)者。為了推動(dòng)大賽，他把團(tuán)隊(duì)研發(fā)技術(shù)全面公開(kāi)分享，直接推動(dòng)了中國(guó)無(wú)人方程式賽車(chē)領(lǐng)域的整體水平。2018年，無(wú)人駕駛大賽參賽高校已近20支。
“推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展是從很多小地方著手做起的，毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)人車(chē)領(lǐng)域是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，賽事有著很好的引導(dǎo)和示范作用，得做起來(lái)。”倪俊說(shuō)。
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