朝花夕拾-不务正业的大学生做了什么比赛？

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-09-03 11:11 200阅读 0赞

朝花夕拾，旧事重提之意。恰逢CSDN年终征文，所以写作本文为年终总结，`实为大学四年的总结，和CSDN一起成长参与各类竞赛的回忆`。

四年里和小伙伴们一起辛苦奋斗做了那么多比赛，当比赛结束，那些作品便无人问津了，放在学校的犄角旮旯里随着时间风化，也许并没有那么完善，但是对于当时付出时间和精力的我们来说，尤为珍贵，因此今天将它们一一回顾，作为纪念。本文要介绍：

> 解魔方机器人、四旋翼飞行器、循迹小车、树莓派魔镜、Robomaster机甲大师、物料搬运机器人、手势识别装置、液位测量器、半自动腐蚀箱、平衡车、FPGA……

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例仅供参考

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*  解魔方机器人
 *  RoboMaster机甲大师赛
 *  工程训练综合能力竞赛
 *  东北地区光电设计竞赛（二）
 *  东北地区光电设计竞赛（三）
 *  循线机器人-2019全国电子设计竞赛
 *  金属循迹小车-2016年电子设计竞赛
 *  手势识别装置-2018年省电子设计竞赛
 *  智能魔镜
 *  FPGA
 *  半自动腐蚀箱
 *  平衡车
 *  摇摇棒
 *  chrome小恐龙游戏
 *  功放
 *  尾声

## 解魔方机器人 ##

开发时间：2019.03-2019.05

解魔方机器人是所有作品中，从观赏性、功能的完整度、投入的精力以及演示效果上来说都比较优秀的作品了，因此把它放在第一个。正如视频里所看到的，在22秒内，这个机器人便可以成功解出来一个魔方，不需要对魔方进行任何破坏性的操作。作为相对来说比较复杂的一个自动控制系统，从机械电控到视觉都需要做很多工作。

基本方案是利用摄像头识别魔方六个面的颜色，然后通过气动控制爪子开合，步进电机控制爪子旋转，完成整个步骤。

当时处在保研的关键时间大三下，我已经有了放弃的念头，是`阿政`苦苦支撑，一个人完成了机械部件的选购以及装配工作。之后我才去做了一些微不足道的电控的工作，在视觉方面因为Linux不够熟悉，我也没有完成预定的Python程序移植的工作。可以说没有阿政不会有这么漂亮的机器人。而在比赛完成之后，也是阿政，在学业紧张的时刻，带着这个机器人去云南完成了为期3天的展览活动，他付出良多，我永远感激。`有这样一个朋友，和你志趣相投，境遇相同，彼此理解，他是你触手可及的榜样，是一件很幸运的事情。`

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## RoboMaster机甲大师赛 ##

上面是bilibili上关于RM的比赛视频，机器人通过摄像头识别对方兵种的装甲板，喷射弹丸击中对方机器人。

![bc5202f961600d8c853e9dfe07091415.gif][]开发时间：2019.10-2020.08

在RM中，我参加了视觉组，主要是在Linux平台上使用C++以及Open CV库完成视觉处理的工作。对于Robomaster这个比赛我真的是吹爆啊！

从对技术的锻炼程度上来说，我觉得这可能是本科生能够接触的最高赛事。100人左右的大队伍，多个大型机器人兵种，机械电控视觉等团队互相协作，论坛上不断沉淀的技术资料……正是视觉组一年多的学习中，我认识了马哥叶师傅英平老师等计算机专业的学生，从Linux指令到固态硬盘的选购，我都向他们请教一翻，算是真正踏上了CS的学习道路。

另外在学习CMake的过程中，我和英平建了CMake-examples的github仓库，star数不断增长(https://github.com/SFUMECJF/cmake-examples-Chinese)，算是我们开源想法的小小实践。

## 工程训练综合能力竞赛 ##

开发时间：2018.09-2018.11

两个半月的时间，阿政、栋仔和我三个人，牺牲了所有的业余时间，终于从0开始完成了这个机器人的所有功能，循迹识别黑线以及激光测距定位小车位置，摄像头识别物料色块和二维码，机械臂抓取并放置物块到制定地点。我们三个人齐心协力，完成了3D打印、激光雕刻、电路板绘制、贴片元件焊接等所有步骤。不过电机和轮胎是买的。

我们为这个比赛付出了很多，但是没有人带，在陷入瓶颈时也没有多向老师询问，所以三个人踩了很多坑。传感器选择上没有考虑到比赛现场体育场灯光的因素，这个破TCRT5000循迹模块真是害人不浅……所以这个比赛我记忆最深的就是，但凡涉及到类似摄像头、循迹等功能，一定要考虑光线的影响。

后来领快递的时候，发现有的快递员会将包裹放到黑布包裹的黑箱子里，识别那个码。箱子里只有内部光线，可以很好地和传感器搭配，看来屏蔽光线对摄像头影响的思想其实在工业界相当普遍。

2018年，我将这次比赛的经历放到了CSDN上，有了8000多的阅读量，也有很多网友陆陆续续加了微信和qq群，我因此认识了不少朋友。

相比于机械来说，电子设计以及计算机方向的知识分享起来是如此方便有效！

## 金属循迹小车-2016年电子设计竞赛 ##

开发时间：2018.04-2018.06

友情提示：上面的小乌龟趴起来很慢～

为了备战2018年电子设计竞赛省赛，我和栋仔一起做校电子设计竞赛，题目来源于2016年省赛题目，利用msp430和TI的芯片LDC1314做I2C通信，完成测速、数字识别、小车状态显示、摄像头识别数字等功能，上面视频是小车第一次完成除摄像头之外的全部功能，但是速度太慢了。为了提高速度，在比赛前一周，我和栋仔住在了实验室里，每天晚上两点睡觉，想要将速度调得更快些，不过当时不会pid只会硬调速度，做了很多没用的工作，不过确实是已经尽力了，在没人指导的情况下，只能做到这样，而且受限于电机和电池的硬件，无法带动这么重的车。为了给自己回一些本，我们把自己做的一些程序放在闲鱼上售卖，恰逢TI杯，这些程序被卖了几百元，后面还陆陆续续被一些做毕设的人买了一些。

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## 东北地区光电设计竞赛（二） ##

光电小车最快速度展示

当时时间紧张没有来得及拍我们自己的视频，上面的视频前2分钟是当时比赛速度最快的小车。当时还问这老哥借了一下螺丝刀……这个比赛任务是小车需要在每个客站，根据红外频率放下对应数量的圆珠铁球。

我们的小车效果如下，速度无法比拟智能车，人家专业的：

开发时间：2018.11-2018.12

阿政、栋仔和我在上面那个工程训练综合能力竞赛的物料搬运小车上改了一下，机械臂换成圆盘状，加了一个红外频率读取模块。虽然完成了所有的功能，不过速度终究比不了人家做智能车的，所以最后只拿了二等奖。因为有之前的铺垫，所以这个比赛没有花费太多时间，可能这也是做好一件事情的重要性，之后在各种比赛以及大创环节可以对一个作品进行不断的完善。参加这个比赛也很辛苦了，在寒冷的研教楼，三个人在木有暖气的教室里睡了一晚上～

## 东北地区光电设计竞赛（三） ##

开发时间：2019.05-2018.06

参加第三届光电比赛的时候，没有了对作品的指标比较，纯靠创意，当时想到了光和电结合的东西，同时也是为了准备2019年电子设计竞赛，因此做了一个紫外线消毒机器人。

一个四旋翼飞机，搭载紫外线灯，不断循环往复便可以实现对家庭进行消毒的目的。也许有人问：紫外线不是看不见吗？emmmm，因为还装了一些紫灯～

## 循线机器人-2019全国电子设计竞赛 ##

开发时间：2018.09-2019-08

这个比赛要求一个四旋翼机器人，能够巡查黑线，途中识别二维码，再返回原地。b站上有很多分享的老铁，大家有兴趣可以去看看人家的。我们的飞机使用了Open MV进行图像识别，但是在距离过远的时候无法识别二维码，可能以后树莓派/jetson namo等Linux平台加摄像头进行图像处理才能够应付更多的视觉任务吧，Open MV还是有些逊色。

虽然我们的飞机完成的功能不多，基本上就是绕着飞了一圈再稳稳回来。但是已经是整个省唯一 一个在四旋翼题目上拿到国奖的队伍了。从这里大概就能知道四旋翼题有多难。另外不得不说，南北方存在着四旋翼实力的差距。获得国一的队伍大多是上海等有传承的队伍。

为电赛四旋翼的题目，一年中断断续续也准备了不少时间，其中尤其是豹巨和栋仔付出良多。我现在认为当时又陷入了做比赛的一个坑点，那就是完全没有人指导的情况下，去做比赛。当时也做了一些姿态解算的代码以及向老师进行ppt汇报，但是进展缓慢。啃公式实在是太难了。做四旋翼一定要多借鉴开源代码。

## 手势识别装置-2018年省电子设计竞赛 ##

开发时间：2018.06-2018.07

手势识别装置主控是msp430g2553，单片机和FDC2214通信，通过读取数据来判断是哪个手势。准备完毕校赛之后，我和栋仔通过了选拔，开始准备省电赛。比赛要求FDC2214，我当时翻阅了很多2214的手册，手册上写明了2214可用于测液位和手势识别，当时就想会不会出这种题目，所以在一个月的时间内，我又买了一些大小不一的试管，开始做测液位的工作。

但是当时自己实在猜不出来手势能怎么用这一个传感器测量？？所以没做，没想到题目真的是手势识别装置，就像本篇开头的视频所演示的那样，把剪刀石头布放到传感器的铜板上后，传感器寄存器里面的数值会有连续的变化 ，通过这点就可以判断到底是什么手势。

## 智能魔镜 ##

开发时间：2019.11-2020.06

为女朋友做的生日礼物，2018.12就想做了，为女友2019年的生日礼物，可惜拖拖拉拉各种压力，又因为疫情，直到2020年才送出去……作为一个智能家居，主要显示天气等出行信息，主人还可以通过微信等远程控制，插上鼠标键盘那就是一个电脑。当时用了网上一个公司（智美智能系统）的开源代码，还买了他们的控制板，基本上使用的是他们的轮子，我自己做的工作是自己购买元件以及把人家的轮子应用好，前端的知识正没有学到多少。

## FPGA ##

![82df2cb0e8f2e4b5378a80670f2713d1.png][] FPGA齿轮检测demo

开发时间：2018.11-2018.11

这个作品只用了一个月的时间开发，因为当时把大部分时间都用在了物料搬运机器人上。主要是使用PYNQ-Z2（一种fpga）外接激光传感器和红外传感器，通过齿轮震动，检测震动引起的激光变化，接收频率判断齿轮有没有磨损。

也是在这里使用Python开发的时候 ，第一次感觉到了ipython和jupyter notebook的强大之处，强大的交互功能是开发代码原型的最佳选择，等代码成功了，再整体移植到pycharm等ide中开发是不错的选择。另外，个人感觉做无限制的fpga作品竞赛的时候，最好能将fpga的高速计算的能力和摄像头的图像处理结合起来，这样可展示性也会很好。

## 半自动腐蚀箱 ##

开发时间：2018.12-2019.1

实验室的电路板腐蚀箱一直是利用氧化剂腐蚀铜板做单层板，直接接了个电机和抽水的喷头就没事了，我改进了一下，加入了单片机、加热棒和摄像头，能够更细致控制腐蚀过程，最后写了一篇专利，一年啊，我都快毕业了，才审批下来。不得不说，专利审批速度实在是太慢了。

## 平衡车 ##

![9b48dfd13dedf064a0750e512baa9e3a.png][]

开发时间：2018.05-2018.06

这个玩的人应该比较多吧，基本上是想做小车的同学必须要玩的东西，可以好好学学pid，我们后来做物料搬运机器人的时候，使用的就是从这里拆的直流减速点击，而不是之前性能很差的小黄电机了。淘宝店160元，你值得拥有。

## 摇摇棒 ##

开发时间：2016.04-2016.06

本来想做手写绘图板，然后通过校赛参加全国电子设计竞赛的，奈何，太菜了。学长轻飘飘一句“百度照资料慢慢做就好啦”，萌新真的百度找到了都不知道怎么做…… 最后无奈，做了个摇摇棒交差了。丑陋本体如下：

## chrome小恐龙游戏 ##

开发时间：2020.03-2020.03

知乎答主cr4fun在esp8266上做了chrome小恐龙的游戏，因此萌生了复刻该游戏的想法。

1.  ESP8266开发板（NodeMcu）30元
2.  一个可以传输数据的USB数据线（注意有些USB数据线只能够充电，无法通讯） 需要利用数据线下载程序
3.  2个大按键 5元
4.  母对母杜邦线若干
5.  I2C接口的oled 25元

## 功放 ##

功放是梦开始的地方，第一次用烙铁，什么都不懂焊接了一个什么玩意儿，插上手机才发现是个喇叭……学了电工学才知道功率放大电路原来是这样啊……

## 尾声 ##

大学生的主业当然是学习，回想我自己的大学生涯，学习貌似只占了比较少的一部分。很多时间都用来参加各种科技竞赛。在制作这些电子控制系统的时候，越发讨厌在等待学校的激光切割机、3D打印机、腐蚀电路箱等机器上所花费的时间，而且每每受限于经费和实物的制约。感受到了纯粹的软件开发的优点：只要一台电脑就可以。

此外，回忆这些比赛，实际比赛场地的光线是我记忆最深刻的，因为很多时候哪怕你自己在学校里费了很大功夫调试，到了比赛的时候，还是有可能gg，因为水土不服。对于有摄像头和光电类传感器的作品犹为重要。

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最后，引用我偶像胡津铭的话作为结语：如果我能回到旅程之前，我也许会对过去的自己说：“`你会经历一段难以置信、跌宕起伏的旅程。你会遇到很多志同道合的好友，以及你十分尊敬的师长。虽然你也会走很多弯路，碰到很多困难与挫折，但是不要担心，你一直兢兢业业、勤勉刻苦，你的努力最终都会得到回报。`”

总之，我希望这篇文章里所写的自己的一些经历、思考、心得、总结等能对后来者起到一些帮助。如果你在阅读了这篇文章之后觉得有一些收获，那本文的目的也就达到了。

各位同学，我们江湖上见。

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