16届电磁越野组方案浅析

16届电磁越野组和14届的电磁越野组的区别

1.  14届前瞻长度无限制,而16届电磁越野组的前瞻从12月份的12cm的限制改成现在2cm的限制;

2.  16届的电磁越野采用L车模,而15届ai电磁组采用C车模,L车模属于经典RC模型,整体上车模较为笨重,没有C车模控制灵活。具体体现在:C车模采用S3010舵机,L车模采用SD5舵机,群友做过测试,S3010灵活性明显优于SD5。L车模属于机械差速,而C车模属于主动差速,C车模可以舵机转向和差速转向配合使用。所以,L车模的运行轨迹较难精确控制。

一.传统PID控制

        16届的电磁越野规则上其实并没有明确规定必须使用ai进行训练。然而,由于电磁越野有长度限制(40cm),意味着前瞻只有2cm,相比14届长前瞻有明显差别。对于电磁来说,前瞻是必须的。15届出现的ai电磁组,通过搭载ai模型,短前瞻循迹。所以,自然而然的,大家都认为,16届的电磁越野组必须采用ai训练。15届时的ai电磁,在采用C车模时,根据网友的30天调车日志,可以看出,ai训练对于数据集要求较为严格,包括normal,random,manual等数据。然后,还要根据不同的速度档位,采集不同速度匹配的数据集加权训练,还要针对不同的赛道元素进行采集训练,强化特殊元素。还不止这些,期间会遇到零零碎碎的奇怪问题,比如训练数据的loss率下降到某值后就停止下降,弯道电磁数据离散导致ai模型崩溃等。

        而15届是在普通室内赛道进行训练的,赛道环境较为理想。但是,电磁越野采用电磁折线导航,还包括颠簸路段,直角等元素。所以,室外电磁越野的赛道环境较为复杂,大大增加了ai电磁训练的困难。电磁越野的初衷就是通过长前瞻训练,利用短前瞻进行循迹,但是对于ai的新手来说,弄不好就是训练成ai智障车,难免弄巧成拙。

        最近,在B站上看到,很多车友似乎都放弃ai训练,都利用短前瞻传统算法调车。在车模、赛道环境等都较为恶劣的情况下,ai训练出来的车不一定比短前瞻的车快多少,而且稳定性来说也不及传统PID。利用短前瞻调车的弊端在于不能获取良好的赛道趋势预判,导致车模打脚滞后较为严重,尤其是过直角元素。

        解决方案:过直角时,可以采用丢线处理算法,锁住冲出直角时的电磁状态,然后按照最后记忆的电磁状态打死脚;或者可以采用B站视频倒车的方式,记忆冲出赛道的电磁状态,然后反向打死脚,直到重新检测到电磁信号线。

关于电磁越野组短前瞻提速的方案:

1.  机械方面:后轮机械差速的调节,这个较为重要。机械差速螺丝拧得较紧,转弯比较容易卡齿。所以,机械差速要适当拧松一些,这样转弯能够较为顺滑。舵机供电在允许范围内要适当高一些,这样能够提高舵机的速度和力矩。影响舵机转向的支架需要磨,这样,能够在最大程度上扩大舵机的打脚范围。

2.  可以构建“伪长前瞻”。可以采用两排电磁传感器的方案,在车后半身加装一排,获取预判的趋势。比如过弯时,前排检测到弯道,后排还是直道的话,说明正在入弯,可以通过斜率增强电磁趋势的预判。

3.  采用棒棒控制算法

        在智能车中,棒棒控制一般用于对速度的控制,但是同样也可以对方向进行控制。当然,前提是得直道弯道分段。其实,对于采用折线段的电磁来说很有利,分段阈值较为明显。在直线时,采用传统方向PID,在折线时,采用棒棒控制算法,如此有利于L车模的转向控制。

4.  采用丢线处理算法

        长前瞻由于前瞻过长,在转弯时容易伸出赛道,而短前瞻是因为冲出赛道丢线,两者还是有一定的区别,同时也有一定的联系。将原来长前瞻的丢线处理算法进行移植,同样能够获得较好的控制效果。

二.AI训练

        其实,网上采用短前瞻的方案,从长远来说,是走不远的,但是能够让你完赛(省三),运气好点的话,能够弄个省二,至于再往上走,得看赛区的情况和队伍的造化。

        所以,如果想要获得好成绩的话,应该就是用ai进行训练。

        关于ai的话,由于没有实战过,不能给太多的建议。

ai电磁训练的难点:

1.  虽然去年逐飞提供了ai训练模型,但是该模型在cmd平台运行,采用指令运行,模型训练的操作较为变扭,同时训练数据的可视化程度不高。对于人工智能的初学者来说,没有神经网络的理论基础以及python编程的能力,所以部分队伍直接采用逐飞模型加以训练,模型的灵活度下降。

2.赛道环境的变化

        15届的ai电磁组在普通赛道跑,电磁赛道连续,赛道条件较为理想。而16届电磁越野是室外赛道,采用折线段进行导航,而且路面有颠簸,同时有直角等特殊元素。所以,采集数据的难度可想而知。

采取解决方案:

1.逐飞的ai模型有7个输入和1个输出,采用两排电磁信号值作为输入量,舵机pwm值作为输出量。直接使用该模型,只能进行方向控制,而不能进行速度控制。所以,部分较强的队伍通过修改模型,增加模型的输入量和输出量,例如增加电磁信号个数来进行训练,增加速度输出量来实现对方向和速度的全面控制,来实现提速。

2.通过ai训练和传统方向PD加权来控制。虽然ai训练得好,可以有不错的效果,但是ai的稳定性和鲁棒性存在争议。而在利用ai模型的同时,可以采用传统差比和算法进行加权控制,提高系统的稳定性。

3.少数强队采用摄像头导航,来采集数据,进行ai训练,这是一个极其优秀而且新颖的想法。(仅仅提一下)

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