千平 夏乙 假装发自 San Diego
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图片来源：哈尔滨工程大学公众号
二十年来，国际水下机器人最高级别竞赛RoboSub的冠军，几乎一直被美国高校垄断在手中，从未旁落于北美之外的大学团队。
直到这一次。
来自哈尔滨工程大学的E唯战队脱颖而出，最近力压新加坡国立大学、康奈尔大学、加州理工、UIUC、阿尔伯塔大学等47支参赛队，在第21届RoboSub大赛上一举夺魁，创造了我国团队参赛的历史最好成绩！
RoboSub由国际无人系统联合会（AUVSI）和美国海军装备研究院（ONR）共同主办，被誉为水下机器人领域的“世界杯”。大赛的赞助商也是大咖云集，包括英伟达、激光雷达巨头Velodyne、马斯克的SpaceX等。
历史上，康奈尔大学夺冠七次、麻省理工夺冠五次。
为了这次的大赛，哈工程战队准备了一年的时间，制造出全新的水下机器人敖明2号。顺利挺进半决赛后，哈工程战队连熬四个通宵调试，以半决赛总分第一的成绩，会同其他六支队伍进军决赛。
随机初始角度，过门巡线，听随机声源，撞指定点数，识别小球颜色和轮盘颜色投球，定点上浮，抓小球，投小球，识别发射……最终哈工程战队的机器人，顺利在决赛中自主完成全部任务，并最终折桂！
中国团队取得了历史性的突破。
水下八关，赌场争霸
今年的RoboSub要通关一个水下赌场。
比赛地点位于美国加州圣地亚哥市郊太平洋空间与海战系统中心的换能器鉴定中心TRANSDEC，这里有一个椭圆形的人造消声大水池，容积为2270万升，特别适合展开各种测试。场地附近还有各种美军基地。
整个赛场的平面图，就是这个样子。左下角的箭头处，第45号位置就是哈工程战队所属的帐篷。
今年的RoboSub大赛，就在这个大水池里，构建了一个水下赌场，设置了重重关卡，考验来自全球各地水下机器人的自主能力。这些机器人在水下，主要凭自主决策行动，而不是人类在岸上遥控。
所有参赛的机器人，要在水下赌场，通过八个主要关卡的考验。
第一关：杀入赌场
机器人下水，准备开始比赛。
不少关卡都能选择困难模式，获得额外加分。在出发阶段，更困难的模式是：抛硬币，随机决定初始角度。出发之后，机器人要在水中，找到赌场的入口。（人类只是跟拍）
从出发点到入口大门，有3米的距离。在水下，大门并不如想象的那么清晰可见。不信你看下面这个动图。（上下两图均有加速）
所谓入口，就是由PVC管搭成的门。大门被黑红两色的彩条分成两部分，从事先选定的颜色一侧通过有加分。
第二关：巡线找路
机器人在水下能够正确寻路，需要路标的指引。一个任务完成之后，路标指向下一个任务。准确跟随橘色的路标前进，可以得分更高。
第三关：骰子冲撞
这一关，水底布置了几个高低不同的骰子浮标。
机器人需要基于计算机视觉技术，选择其中点数最高的两个，然后分别予以准确撞击。两次撞击的点数，最高可得11点（5点+6点）。
上图和下面的动图，都是各队训练的画面，我们放到这里做个示例。
第四关：金色筹码
机器人推动下图的黑色按钮，就能兑换（拾取）稀有的金色筹码（高尔夫球）。
整个赌场里，有两个地点能获取金色筹码。获得之后，机器人千万要拿好，后面关卡还要用到，可以获取额外加分。
第五关：老虎机
这种水下老虎机，你可能以前真没见过。
机器人需要在水中靠近老虎机，然后准确定位拉下旁边的拉杆。接着画有三个水果的面板会落下，露出一大一小两个窗口。
机器人还得把两颗“鱼雷”从窗口发射过去，方可得分，从黄色小窗口射出去得分更高。这个过程如下图所示。
上述演示，都来自之前新加坡国立大学队的训练视频。
第六关：轮盘
一个声脉冲发射器会引导机器人完成这个任务。从这一关开始，将不再有水下的路径指示，机器人只能听声辩位，找到任务所在地。
如果选用随机声源模式，额外加分。
继续说本关任务。机器人要把携带的蓝色筹码（也是高尔夫球），投放到旋转的轮盘之中。轮盘分成六个扇形区块，红黑两区面积较大，绿色区域面积最小。
筹码只要放到轮盘上就能得分。有两个加分项，如果机器人把筹码放到入门时所选颜色的区域里得分更高，而放到最狭窄的绿色区域得分最高。
上面这段，是康奈尔大学机器人训练时的情景。
第七关：兑现
如前所述，这一关也需要通过水声定位。
到达任务区域后，机器人需要从水底两个托盘里，分别抓取红色和绿色的筹码。然后前往指定区域，把手中的筹码，放到对应颜色的漏斗里。
红色归红色，绿色归绿色，还记得之前拿到的金色筹码么？放到黄色漏斗里得分最高。以下是来自现场的示范。
据介绍，哈工大战队最终在“兑现”任务中，定位、抓取6个球，以3球优势力压第二名新加坡国立大学。
第八关：定点上浮
完成上述任务后，机器人可以随时完成定点上浮挑战。
完成上述八关，就可以返航了。在比赛中，可能还隐藏有一些提高难度的加分项。但基本就是这样，更多细节，大家可以去官网研究~
以上所有任务，需要在15分钟内完成。
整个赌场的布局，如下图所示。
关于这次大赛的详细报道不多，量子位查阅了很多图文以及视频资料，还原了比赛的全程，如有不准确之处，敬请留言斧正。
哈工程战队
上面12人的战队合影，实在是容易让人低估这支战队的规模。
据哈尔滨工程大学旗下的工学网介绍，参加2018国际水下机器人大赛的E唯代表队共有4名指导教师，35名队员。
其中，4名指导教师来自三个不同的学院，他们分别是信通学院的刘文智、李海波，自动化学院的叶秀芬，水声学院的李海森。
35名队员之中，随队前往美国参赛的有8名同学，他们是：周翰文、王潇洋，刘红、侯俊、黄杰、孙祥仁、陈尚泽、吴建锋。在进入半决赛之后，连续熬了四个通宵来调试的队伍就是他们。
从团队介绍视频中，我们可以一睹部分队员的庐山真面目：
△ 孙祥仁，机械工程师
△ 侯俊，电子工程师
△ 刘红，软件工程师
△ 黄杰，声纳工程师
△ 吴建锋，导航工程师
△ 周翰文，队长
欢迎人脸识别能力强的同学翻回前面的合影，鉴别一下其他队员。
这支队伍非常年轻，据《生活报》报道，机械工程师孙祥仁是哈工程船舶学院大三学生，电子工程师侯俊在自动化学院读大二。而声纳工程师黄杰，2016年从水声学院本科毕业后，继续在本学院读博；根据网络上零散的信息推断，队长周翰文可能和黄杰一样，也是2016届的学生。
为了这次比赛，他们准备了一年，而战队背后的学生社团，已经有17年的历史，一代又一代的成员经历过大大小小各种比赛。
战队的名字“E唯”，就沿袭自哈尔滨工程大学的学生社团E唯协会，意思是Electronic Vision，量子位姑且翻译成电子愿景。官方解释是，意味着协会将致力于电子技术的普及、提高与创新。
E唯协会成立于2001年，成员是来自全校的电子爱好者和控制模型爱好者，规模居全校之最，设有7个部门，分别是：控制部、电子部、机械模型部、软件部、嵌入式部、外联部和办公室。
早在这次夺冠之前，E唯协会就已经在各类国内外机器人赛事中拿下了不少出色成绩，水下机器人更是名声在外。在中国机器人大赛、Robocup公开赛、OI中国水下机器人大赛、Robomasters中国机器人大赛等比赛中都取得过非常不错的成绩。
2011年，E唯协会第一次组织队伍参加国际水下机器人比赛，成绩第12名。今年，是他们第8次参加这项比赛，终于拿下了冠军。
就酱~
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