上天入地，这个浙大团队是背后的“最强大脑”！

在荒芜的戈壁滩中，一个八个轮子的无人车正在执行任务：没有卫星导航、周围景物特征稀缺的情况下，它要自主穿行十公里的荒漠。不远处，数十双眼睛时刻关注着无人车的一举一动，作为一个团队，他们已经连续工作了五个月，本该疲惫的神经此刻却被紧紧牵动，没有丝毫松懈。一千米、一百米、十米、一米……无人车一点一点地靠近，当它最终跨越终点线时，团队中的每个人都难以自抑地发出了欢呼！

此次比赛中的“任务终结者”无人车

这是在近日结束的2019全国无人系统挑战赛中的情景，浙江大学信息与电子工程学院的机器视觉与导航实验室和中国北方车辆研究所201车队通力合作，最终以较大优势超越其他传统强队，获得了总分第一名的好成绩。此次参赛团队由我校项志宇教授、龚小谨副教授和刘而云副教授领衔，承担了201车队的环境理解和视觉定位等多个关键功能模块的研发工作。

越过山丘，跨越险阻，

他们拿到了总分第一！

团队负责人项志宇表示，不同于一般无人车采用的路测，“跨越险阻”陆上无人系统挑战赛主要考察无人系统对特殊环境的机动性和适应性，砂石路、草地、坑道等各类特殊地形路段，沙尘、雨雾等复杂天气变化，甚至无卫星导航等极端场景都有可能出现。参赛的无人车则需要在这种复杂的场景中完成自主导航、区域巡逻等任务。这不仅考验无人车底盘的越野机动性能，更检验其智能感知环境的能力。

对于浙大的团队来说，这不是他们第一次参加比赛。时间推回到三年前，在“跨越险阻2016”地面无人系统挑战赛中，浙大的队伍就取得了单位排名全国前六的成绩。到了2018年，他们所参加的环境建模软件组竞赛，获得了全国第三。而今年的比赛，则要在前两届的多支优胜队伍中，进一步筛选出最优秀的两支。

在“跨越险阻2016”中的团队合照

在强者如林的对手中，想要脱颖而出，其难度可想而知。当说到此次比赛中最具挑战性的部分，项志宇坦言：“非‘长距离无卫星导航项目’莫属。”对于传统的无人系统来说，想要实现精准定位，大都需要依靠卫星，从而进一步规划和控制行进路线。短距离的无卫星环境，譬如一段隧道，也可以利用系统中的惯性导航实现平稳行进。但此次的赛程无卫星环境长达十公里，且荒漠中景物特征稀缺，传统的方法不再卓有成效，只能依靠无人系统自身的传感器实现定位。

这一从未遇过到的难题盘桓在每个人的心头，始终挥之不去。在一个个碰撞思想火花的深夜，他们接连提出了一系列的解决方案，又不断地加以测试、修改。最终选择了集视觉定位、道路检测、惯导定位等多种手段为一体的综合方案。比如，针对周围景物特征稀缺的问题，他们创造性地决定与预先建立的视觉地图进行间歇特征匹配实现定位修正，以此来弥补荒漠环境下视觉定位精度上的不足。

队员们在“跨越险阻2018”比赛中

“我们的无人车最后顺利地完成了任务，而且是在全程没有人工干预的情况下。”说到此处，项志宇的脸上露出了自豪的微笑。

责任与热爱，

维系团队的精神纽带

其实，这不是“机器视觉与导航”团队首次出现在我们的视野中。早在2013年，玉兔号月球车与嫦娥三号着陆器分离，踏上月球表面进行巡视。该月球车的地面遥操作系统便是由当时刘济林教授领衔的“机器视觉与导航”团队负责。

实验室的月球导航模拟环境

项志宇向我们介绍道，“机器视觉与导航”团队其实已经有了近三十年的历史。上世纪九十年代，时任浙大副校长的顾伟康教授就数次带队去天寒地冻的地方做无人车野外测试。而近年来，随着“自动驾驶”市场热潮的兴起，国家的政策利好不断，团队的研发迎来了一波又一波的高潮。

面对取得的可喜成绩，项志宇不止一次地说：“更多时候我是起一个引导作用，而我们的学生，才是科研的主力军。”对于学生，他最大的要求就是：具备独立思考和解决问题的能力。关于这一点，此次作为队长参与比赛的信息与通信工程研二学生张易这样理解：“落实到个人身上，就体现为责任意识。”

为期一月的比赛，前期准备却长达四个多月。现场调试环境又恶劣，很多时候只有荒漠中的烈日与风沙在回应着他们的坚持。但身上的责任与使命感就像荒漠珍贵的甘霖，始终滋润着每一个队员的心田。

张易告诉我们，当时遇到很大的一个问题就是荒漠中景物特征少，视觉定位精度不够。“负责这一块任务的师弟，在听取了其他成员方向和思路上的建议之后，独立修改框架、调整算法、实验调试，最终很好地完成项目任务。”

赛场环境

这一次，除了机器视觉与导航团队的师生，另外一支主力军，是中国北方车辆研究所的201车队。如果将无人系统比作一个个体的话，那么项志宇的团队解决“怎么想”的问题，相当于大脑；而201则负责解决“怎么动”的问题，相当于骨骼与肌肉，两者缺一不可。队员钱琦回忆道：赛前调试时，无人车曾经发生过硬件上的故障，201车队的维修人员为了不耽误第二天的试验安排，通宵地检测和维修车辆。

也许是疲惫到睁不开时耳边的一声鼓励，也许是错过饭点时队友带回的一餐盒饭，这样的一件件暖心小事贯穿了整个赛程，让这个队伍变得更加有凝聚力。责任与热爱，共同构成了一根精神纽带，维系着一百多个日日夜夜。而此次成功，也得益于先前浙大先进技术研究院与中国北方车辆研究所签订的校企战略合作框架协议，可以说是校企成功合作的又一个典范。

比赛中张易在调试

在比赛中，想有更大的收获，不仅团队内部要成为一个有机体，团队与团队之间也得多多交流。在现场，也时不时会有不同团队之间对某问题的交流，形成了一种良性的竞争氛围。

正如项志宇所说，比赛的最终目的，是为了促进无人车行业的发展，另一方面，也是希望检验自身的不足，找出差距，明确未来的发展方向。

科研的方向，始终与国家需求相一致

正式与无人车打起交道，并决定未来一生的研究方向，要从项志宇1999年攻读浙江大学信息与通信工程专业博士开始算起。

在此之前，项志宇是浙大机械系的学生，一直对机器人情有独钟。本硕与博士专业知识的相关性为他后续的学习、研究带来了便捷，然而跨专业考博仍具有相当大的挑战。“考博时身边的许多人都给予了支持，特别是我本科时期的班主任郭梅娟老师，她不仅帮我联系借阅考试课程所需的珍贵课堂笔记，还帮我联系博导。”归根结底，一直支持他勇攀知识高峰的，还是心中对于无人车的热爱。毕竟，在有实际需求的情况下，学习的效率是非常高的。

博士毕业之后，项志宇选择深造，先后去了葡萄牙阿威罗大学与美国俄亥俄州立大学做博士后研究。2004年，美国国防部举行全世界首次沙漠机器人大挑战“DARPA Grand Challenge”，俄亥俄州立大学的无人车在100多支参赛队伍中名列第五，负责其中三维视觉功能模块设计的，就是当时在该校做博士后的项志宇。

项志宇与学生

深造期间，国外的先进技术让他大开眼界。就像一块海绵融入了知识的海洋，他不断学习充实自己，同时又密切关注国内无人车和机器人行业的发展状况。他认为，作为科研人，我们真正的研究方向，应当与国家，与社会的需求相一致。

惊叹于先进科技的同时，国外科研人员的务实精神也让他深有触动。比起理论钻研，科研人员会将更多的心血投注于实践，与工程师在实际中发现问题、解决问题。这也对他之后的科研作风产生了极大的影响，时至今日，他仍对自己团队的成员强调：“对于知识，不仅要学会，更要去实践，让它们变成实际有用的功能。”

参加“跨越险阻2018”的成员们

2004年，完成深造之后，项志宇带着一腔热忱毅然回到了祖国，回到了浙大，投入到教书育人、科研的事业中去。他说：“选择回来，因为这里才是我的根基。”

同学们的心目中，项志宇是良师也是益友。在读研究生张易这样说道：“项老师是个特别随和的人，除了指导我们的科研项目，在难得的调试休息间隙，还会带着我们去周边休闲放松。”

项志宇在指导学生

对于无人车的发展前景，项志宇持乐观态度。他认为，无人车真正应该具备的，是适应陌生环境的能力，这样才会更好地为人类提供服务。而这，也是一代代科研人不断孜孜以求的目标。

前行的道路永远没有止境，时代的需求推动着一代代科研人，在沙漠、在荆棘中，迈下一个个混着汗水的脚印。而机器视觉与导航团队，用自己的努力向中国无人车事业表达了当代科研人的态度：求是，务实！

文字记者：浙江大学微讯社 陈金露

图片来源：由项志宇老师提供

今日编辑：浙江大学微讯社 陈金露

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