從陀螺儀的應用說說“敢不敢接”

civiling

出身原因，還從robocon說起。

06年的時候，西安交通大學在國內首先將陀螺儀安裝到競賽機器人上用于導航。

陀螺儀說白了就是角度和角加速度的傳感器。以前屬于精密儀器，或者精密機電，隨著微機電系統MEMS（Microelectromechanical Systems）技術的發展，這類技術屬于機械的一個獨立分支，甚至只能說制造業的一個分支了。

長三乙火箭，就是這次執行嫦娥三號任務的火箭，首次發射時起飛數秒就水平飛出，裝上附近山坡，炸死了包括一名總師在內的多名火箭技術人員。現在查網上資料，多說是慣性導航系統的一個電子元件出了問題，我猜想，就是陀螺儀“飛了”。火箭立著，陀螺儀給的信號是斜的，結果就那樣了。

陀螺儀作為火箭，導彈，飛機上的重要傳感器，用到小車上導航，確實是個創意。實現了一個華麗的轉身，把西交團隊從解散的邊緣拽回。現場看視頻，一般學校要至少15s才能走到的距離，他們只要不到3s。這什么概念?就好比百米飛人大戰，冠軍已經沖過了終點，另一方還沒跑過20米。如此牛逼而搶眼的表演，使得他們如愿取得國內冠軍。

而開賽頭幾年的霸主，北科大卻被這種新技術轟下神壇。回去總結，一個院士的徒孫，校長的學生激動地說，"我們就是要用小米加步槍的技術把對手踩在腳下……"

我心想“你滾！見鬼吧”。開發自己的脫落導航技術，就成了當年大多數人的愿望。

可是新開發技術，總得有積累，西交在西安，西安有個國家重要的航空研發中心，他們的某些專業可能就是對著陀螺儀展開的，對我們來說，基礎？當時找信息工程學院的教授副教授，居然也很少聽說過這玩意的！……

但別人已經在玩了，當年的規則猶如一馬平川，特別適合陀螺儀導航的發揮。目標已經定了亞太冠軍，難道被同一支隊伍以相同的技術打敗兩年？

玩，這個技術堅決要玩。于是組織了幾個保研的學生上馬這個項目。

于是查資料，看情報組從現場拍回來的對手照片。記得當時即便是中發電子城，也很少有賣這個的。居然有一家，有倆二手的，說想建立客戶關系，600元一個，另一個象征性的收10塊就賣了。買回去調試，專門搞這個的哥們最后去了香港科大，技術水平還是不錯的。但在剛剛上手的那半年里，一直都是云里霧里。在這階段，陀螺儀這玩意的神秘感被搞得深不可測。為了促進進度，當時就把一個保送清華的家伙也調過來幫忙。

牛人就是牛人，那哥們上手后，跟大家分享的時候就簡單兩句：一個檢查角度的，一個AD。經過折騰，終于在元旦后不久，第一輛陀螺導航的小車上場測試。當時的情形是，小車繞著直徑6米的圓圈，以2m/s的速度，連續行走10圈。停下來后，誤差在100mm以內！這在當時已經足夠震驚全場，振奮全隊了。

但很快，我們就發現實用方面還有很大差距。

首先是溫漂，本來好好的，放著放著，就不準了。于是想辦法從時間，空間，初始狀態上想辦法解決。

然后是抗震，兩車相撞的情況很常見。05年和鬼子決賽的時候，鬼子的車被撞了，兜幾圈，有找回來了，投入了決勝分。跑飛無數次之后才知道，碰撞的時候，引起了“超量程”的問題。打個比方，如果讓你閉著眼睛轉90°，一般人估計都能轉差不多；但如果有人突然推你一個趔趄，這時候問你剛剛轉了多少角度？你可能只轉了10°，但你肯定蝦米了說5、60°。但如果換個玩花樣滑冰的，同樣推他一個趔趄，轉了360°，人家心里明明白白。

當然了，還有電磁干擾，精度等等的問題。如果不做，永遠都是落后的，吹牛逼用“小米加步槍打敗飛機加大炮”那是寄希望于對手是個慫蛋。

那年還有個技術問題，就是機器人視覺，而且不能是紅綠色盲的視覺。如果這個問題不解決，機器人就會在場上干出給對手得分的“投敵”事件；或者干出破壞自己既得分數的“友軍火力誤傷”事件。

這種技術以前也從來沒玩過，看過一些牛人玩過，但跑到CCTV的霓虹燈下，立馬蝦米。那時候，玩DSP已經算比較牛逼的了，當時就想開發這項技術，但后來發現現場工況過于復雜。機器人的視覺需要強大的軟件和算法，要不然機器人可能把背景當成目標。

這些工作也是沒有“基礎”這個東西的，啥都得從零開始。時間關系，最后選擇了一個這種的方案。遠距離色盲式搜索，找到目標后用近視的顏色傳感器判斷。還甭說，這顏色傳感器抗噪能力那時相當了得。為了看看這種傳感器的抗噪能力，我們用紅燈打到綠色的塊兒上，人眼都已經覺得塊兒是紅的了，這傳感器在100mm的距離上判斷，綠色的！

基礎重要不重要，當然重要。技術落后的追趕基本不能立馬見效，后面兩年照樣輸的很慘客觀上體現了一定問題。

技術落后的追趕也是艱苦的，故事太多，這里用一個簡單的風月故事說明。一個哥們看上我們技術攻關組的某小姑娘。這姑娘給那個保送清華的技術大牛打下手，注意是打下手，更大壓力在那大牛身上。有個哥們作為技術顧問前來支援，每天晚上3點鐘，趕我回去睡覺……決賽輸掉的那一瞬間，長期熬夜的那位姑娘終于支撐不住，暈倒在了央視的錄制現場。那哥們這時候淚如雨注，摟著那位姑娘在北醫三院的樓道里說了十多個小時的耳語才把她喚醒。

忘掉所謂的基礎差異，奮力追趕的進步也是明顯的。開發新技術當年，能用；第二年，國內前四的水平；第三年，成為亞太地區能玩進18s的三家之一；第四年，一個5kg的小車，你用20的氣缸通0.6Mpa的氣壓去沖擊，我們照樣能找回來；第五年，手刃當年最早的玩家。

當然，細心的人會發現，我說的問題都在應用層面，不是基礎領域。我寫這篇不想反駁什么，只是想說明，所謂的基礎，是需要有人敢去攻克的。沒人去攻克，就始終被別人擊倒，始終處于被動，基礎就成了自我頹廢的借口。

而能夠并勇于攻克這些困難的人，需要一定平臺和環境去培養，比如蘿卜坑這樣的。在圈內，和圈內人聊天說幾句，你就知道他是強隊的，還是來混獎杯的，精神面貌上首先就有天壤之別。

998大俠所說的，“當你具體指著一個典型東西的時候，說，就玩這東西，大家就立即散去了 ”。這種情況也存在，在圈內也可以舉個例子。清華在06年的時候被天津工程師范學院打敗，從此再也不玩了。按理說是不是大家就可以跑到五道口那邊沖著人家嘲笑，我們就玩蘿卜坑，你們不能跑哦。人家肯定回答你，洗洗睡吧，我們所有的經費，還不夠你們買兩個進口電機的。事實上很多情況就是這樣。一個項目正常要等8年，花費10億能搞成。米國可能投了30個億，花費10年時間搞出來了。相同的在天朝，剛投了5個億，花了5年時間，旁邊看笑話的就在說風涼話了。

送我王小波的詩，我這里加幾句：“走在寂靜里，走在天上，而陰莖倒掛下來 ；看到美麗裸女，它騰然勃起，原來精神上不陽痿才是真爺們”

2266998

俺因為啥都玩，接觸各類‘牛人’，為什么俺多年呼吁‘念書’，就是這個原因，機械專業念4年，懸臂梁根本就不會算，不僅不會，完全沒有概念，

大家都以為玩‘自動化’的很神，學‘挨踢’的很深，你仔細一捉摸，學機械的對機械沒有概念，學自動化的就一定有概念？那不是脫離‘國情’了嗎，

小鼻子怎么厲害，俺一說這個，大家就笑了，小鼻子當年的錄像機厲害，怎么厲害的，那個磁鼓的精度標準就按米國機械陀螺標準，米國佬拆了日本錄像機，上檢測儀，發現還真就那樣，你服不服吧，

有些東西不懂，不要緊，環節要論證，哪個環節要‘閉鎖’這個要特別注意，你看毛子就有在發射臺燒死司令的問題，米國幾乎就沒有這類問題，

陀螺‘超調’了，不要緊，關鍵是怎么控制這個閉鎖，你忽視許多東西，最終就玩完了，

俺用‘激光鏈路’控制大型的鋼包車，都會寫一大本控制說明，要論證的，不是說一個鏈路出毛病了，鋼包車就可以在廠子里面亂跑，你是不管了，人家還活不活了，

50年代，某火箭就怎么玩都不行，錢都納悶了，怎么老掉下來？問手下，分析過掉下來的筒子了？說沒有，不知道怎么玩

錢安排人做計算，這才解決了問題，

米國的許多‘玩意’也在陀螺儀上栽過跟頭，小布什玩那個‘雙輪車’，就被摔了一次，幸虧那哥們兒身手矯健，后來檢測電路，就是陀螺儀的系統與主電源公用一個系統，電壓低了時候，陀螺儀信號失效了，就這么一個簡單問題，

civiling

2266998 發表于 2013-12-15 16:48
俺因為啥都玩，接觸各類‘牛人’，為什么俺多年呼吁‘念書’，就是這個原因，機械專業念4年，懸臂梁根本就不 ...

我寫這篇的目的不在貶低機械基礎，不在鼓吹機電。我也見過學機械的，有人讓他算“撓度”。“啊？撓度？”
對于“敢不敢接”的問題，要看有沒有足夠的激勵或者誘惑。

要么老毛那一套，XX主義，追求全世界最牛，亞太第一，為XX奮斗，為XX服務這類大帽子；要么就很現實的，給夠銀子。
當然，給夠銀子還有環境和時間。現實中我遇到過愿意等8周買德國電機卻只給我2周時間設計+加工+調試的。這種情況我斷然無法做出精品，但短信發來，貸款得還；孩子哭鬧，奶粉要買。當前不做虧心事，賺點銀子，漲點經驗，先干著吧。

您勸大家“憋一年”，這個不錯。我有師兄就是靠“憋一年半”造就了一個突破億元的企業。但如同螺絲，彈簧，刀具這樣的基礎零件，憋一兩年可能有點收獲，但難以養活自己；憋8年，10年可能成事，那可真得偏執的愛好這個。這是重工的困境。
更別提機床這類大件，得持續跟進最新技術，還得扛住先手的競爭對手，還得持續多年不被餓死。

獅子67

聽各位大俠的故事，也可以漲經驗啊……

changkongceyi

哈哈，國內做MEMS的知道幾家，不過都是外面的器件，去年送上海交大一教授的產品去某無人機公司測試后被告知——完全不能用...最后教授改變思路，據說后面去找玩RPG的去了

小鏈機

“當前不做虧心事，賺點銀子，漲點經驗，先干著吧”不做虧心事，就是好人。

機小妖

努力積累中。。

xtw77wh

聽大神們論道，長知識，多感性認識。。

上進的娃

大神，。說的很好！積累學習！

奔跑run

聽大神的言論，聽不懂啊！材料的路過啊