99處急彎、1100米垂直落差，被譽(yù)為“通天大道”的天門(mén)山盤(pán)山公路處處挑戰(zhàn)著AI自動(dòng)駕駛賽車(chē)的極限。清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)的AI賽車(chē)在“信號(hào)時(shí)斷、視野受限、彎急坡陡”的極端環(huán)境中全程自動(dòng)駕駛，憑借“厘米級(jí)定位、毫秒級(jí)決策”的優(yōu)異表現(xiàn)，一舉斬獲Hitch Open世界AI競(jìng)速錦標(biāo)賽總冠軍，更創(chuàng)下AI自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)99彎極限垂直賽道的競(jìng)速世界紀(jì)錄。
這支冠軍戰(zhàn)隊(duì)中，有人從零起步攻克算法，有人首次走出實(shí)驗(yàn)室踏上賽道，有人因這場(chǎng)比賽找到了心儀的科研方向，他們雖帶著“初出茅廬”的稚嫩，卻以不服輸?shù)钠磩殴タ薃I賽車(chē)全新挑戰(zhàn)。
清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)于天門(mén)山賽道合影。
99道彎極限沖刺 清華戰(zhàn)隊(duì)創(chuàng)世界紀(jì)錄
天門(mén)山賽道被稱(chēng)為“全球最具挑戰(zhàn)的AI測(cè)試場(chǎng)景之一”，也是對(duì)賽車(chē)核心感知、定位、決策與控制算法進(jìn)行“四重極限”考驗(yàn)的終極測(cè)試場(chǎng)。
2025年10月14日清晨，天門(mén)山濃霧籠罩。發(fā)車(chē)指令一落，清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)的AI賽車(chē)如離弦之箭沖出起跑線(xiàn)，行至首個(gè)回頭彎后賽車(chē)駛?cè)胨淼烂^(qū)，憑借多源傳感器融合定位技術(shù)精準(zhǔn)錨定方位，穩(wěn)穩(wěn)沖出隧道。下坡路段地面濕滑，先進(jìn)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)與預(yù)測(cè)控制方法讓輪胎牢牢抓住地面，賽車(chē)穿梭在蜿蜒賽道間，彎心距離精準(zhǔn)把控、行駛軌跡連貫縝密，沖線(xiàn)瞬間，時(shí)間定格在16分10秒。“目前最佳成績(jī)！”賽場(chǎng)瞬間沸騰。最終，清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)以仿真賽與實(shí)車(chē)賽成績(jī)雙第一的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，摘得競(jìng)速錦標(biāo)賽總冠軍。
清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)AI賽車(chē)。
從零開(kāi)始學(xué)算法 助力AI賽車(chē)精準(zhǔn)定位
2025年3月底，距離競(jìng)速錦標(biāo)賽啟動(dòng)僅剩半個(gè)月，清華大學(xué)極限競(jìng)速戰(zhàn)隊(duì)快速組建。在長(zhǎng)達(dá)半年的賽事周期中，他們邊研究邊備賽，面臨的最大挑戰(zhàn)是諸多知識(shí)與技能都需要從零學(xué)起。
定位算法是AI賽車(chē)“找準(zhǔn)方向”的核心。由于沒(méi)有駕駛員輔助判斷，AI賽車(chē)需實(shí)時(shí)明確自身位置，才能匹配賽道規(guī)劃、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、精準(zhǔn)決策，實(shí)現(xiàn)安全高效行駛。剛接手定位算法任務(wù)時(shí)，車(chē)輛與運(yùn)載學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“車(chē)輛學(xué)院”）2025級(jí)碩士生扶尚宇是位“純新手”，此前未接觸過(guò)C＋＋定位算法開(kāi)發(fā)；車(chē)輛學(xué)院2024級(jí)博士生鄒恒多雖擅長(zhǎng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和三維檢測(cè)，卻未在如此復(fù)雜的山地環(huán)境中做過(guò)定位算法開(kāi)發(fā)。他們組成“定位算法”搭檔，決心一起從零開(kāi)始摸索。
8月盛夏，實(shí)驗(yàn)室的燈總是亮到后半夜。扶尚宇和鄒恒多開(kāi)始攻克C＋＋編程語(yǔ)言與機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS），每天扎進(jìn)代碼里8小時(shí)。第一次復(fù)現(xiàn)基礎(chǔ)算法時(shí)，他們?cè)趪?guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng)新中心進(jìn)行實(shí)車(chē)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)賽車(chē)剛跑了3公里就因“整張地圖加載卡頓”停了下來(lái)，定位頻率從20赫茲驟降到10赫茲?！爱?dāng)時(shí)真的慌了，我們發(fā)現(xiàn)這套算法到天門(mén)山根本行不通?！狈錾杏钫f(shuō)道。天門(mén)山10公里賽道的三維點(diǎn)云地圖數(shù)據(jù)量大、加載耗時(shí)久，一旦卡頓就可能讓賽車(chē)在急彎處偏離路線(xiàn)。正當(dāng)兩人一籌莫展之際，團(tuán)隊(duì)聚在一起復(fù)盤(pán)，一個(gè)全新的想法突然迸發(fā)——“能不能只加載車(chē)輛周?chē)木植康貓D，就像拼圖一樣，跑哪加載到哪？”這一想法成了突破瓶頸的關(guān)鍵，他們開(kāi)始專(zhuān)心攻克“局部地圖動(dòng)態(tài)加載算法”。
扶尚宇（左二）正在調(diào)試賽車(chē)的定位算法。
十月的天門(mén)山氣溫驟降，寒風(fēng)鉆透衣衫。為了調(diào)試適配賽道環(huán)境的定位參數(shù)，隊(duì)員們凌晨四點(diǎn)半便搭乘最早接駁車(chē)前往海拔1300余米的天門(mén)山，開(kāi)展AI算法調(diào)試與賽車(chē)整備工作。即使手指凍僵，按不動(dòng)鍵盤(pán)，大家仍然咬牙堅(jiān)持?！瓣?duì)長(zhǎng)、師兄遠(yuǎn)程教我搭建程序運(yùn)行環(huán)境、排查代碼問(wèn)題，讓我覺(jué)得特別溫暖?！眻F(tuán)隊(duì)中年齡最小的扶尚宇笑著說(shuō)。鄒恒多坦言：“我們很多東西都是從頭學(xué)起，雖然艱辛但沒(méi)人抱怨，一心只想把賽車(chē)做好?！闭沁@份執(zhí)著，讓賽車(chē)擁有了精準(zhǔn)感知的“眼睛”。
隊(duì)員在天門(mén)山賽道追隨AI賽車(chē)上山。
從“紙上談兵”到賽場(chǎng)馳騁 在實(shí)戰(zhàn)中完成蛻變
車(chē)輛學(xué)院2023級(jí)碩士生戚笑景主動(dòng)承擔(dān)了隊(duì)長(zhǎng)的重任。他此前的研究多停留在理論推演與實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，一直渴望將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)在復(fù)雜賽道應(yīng)用，通過(guò)此次比賽他終于實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)戰(zhàn)的跨越。
團(tuán)隊(duì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一條“從山頂?shù)缴侥_最快、最安全”的最優(yōu)路徑。車(chē)輛學(xué)院博士后呂堯與戚笑景在仿真賽階段尚未接觸實(shí)車(chē)與賽道，當(dāng)他們信心滿(mǎn)滿(mǎn)地將城市道路AI規(guī)控算法遷移到極限道路條件下的仿真測(cè)試，卻發(fā)現(xiàn)城市道路的算法邏輯在這里行不通。仿真復(fù)賽中，團(tuán)隊(duì)跑出每圈69秒的成績(jī)，而其他團(tuán)隊(duì)早已突破60秒大關(guān)。這次挫敗讓他們清醒地認(rèn)識(shí)到，實(shí)驗(yàn)室里經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次測(cè)試的算法，唯有經(jīng)過(guò)天門(mén)山真實(shí)賽道的檢驗(yàn)，方能見(jiàn)真章。
戚笑景（電腦正前方）在國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng)新中心調(diào)試AI賽車(chē)算法。
為摸清天門(mén)山賽道實(shí)況，戚笑景開(kāi)啟了“人車(chē)同跑”測(cè)試模式。這條10公里賽道坡度陡、彎道密，深秋寒意刺骨，他穿著單薄的運(yùn)動(dòng)鞋緊追在賽車(chē)身后，記錄著不同坡度、不同路面賽車(chē)的反饋數(shù)據(jù)。為了跟上賽車(chē)的速度，他跑得滿(mǎn)頭大汗。直到某天跑完，他才發(fā)現(xiàn)鞋底已徹底脫膠，這已是他跑壞的第二雙鞋。
經(jīng)過(guò)賽道的反復(fù)驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)將天門(mén)山賽道每道彎切入角度、坡度路面摩擦系數(shù)全部融入模型，最終讓賽車(chē)離規(guī)劃路線(xiàn)的偏差不超過(guò)20公分?！斑@次比賽最大的收獲是將仿真測(cè)試的結(jié)果真正應(yīng)用到實(shí)車(chē)運(yùn)行上，實(shí)車(chē)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題也加深了我對(duì)技術(shù)的理解。”戚笑景說(shuō)道。從實(shí)驗(yàn)室里的代碼世界到天門(mén)山的真實(shí)賽道，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成了技術(shù)與自我的雙重突破。
比賽淬煉成長(zhǎng) 在競(jìng)速中找準(zhǔn)科研方向
車(chē)輛學(xué)院2023級(jí)博士生冷佳桐在這次比賽中負(fù)責(zé)底盤(pán)調(diào)校。她也是學(xué)校電車(chē)方程式車(chē)隊(duì)隊(duì)員，此前研究方向聚焦于傳統(tǒng)車(chē)輛的空氣動(dòng)力學(xué)與底盤(pán)優(yōu)化，追求讓車(chē)在既定規(guī)則下跑得更快。進(jìn)行底盤(pán)測(cè)試時(shí)，她敏銳地發(fā)現(xiàn)算法設(shè)計(jì)忽略了賽車(chē)硬件性能。為打通軟硬件壁壘，她一邊梳理賽車(chē)“物理極限”數(shù)據(jù)，一邊探索人工智能在極限路況的落地應(yīng)用，只為讓賽車(chē)有更強(qiáng)的穩(wěn)定性、讓控制指令完美適配車(chē)輛真實(shí)性能。
“我在逐步使用人工智能學(xué)習(xí)的方法，去實(shí)現(xiàn)極限路況下的車(chē)輛控制。這次比賽讓我對(duì)未來(lái)研究課題有了新思考。”冷佳桐借此次比賽錨定了新的科研方向。她既延續(xù)了對(duì)車(chē)輛極限性能的探索，又融入人工智能視角，希望通過(guò)“硬件－算法”融合，推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)在極端場(chǎng)景下的安全性提升。
冷佳桐（左二）在天門(mén)山檢查賽車(chē)情況。
比賽期間，多輛賽車(chē)因極端天氣失控打滑，橫停賽道的驚險(xiǎn)場(chǎng)景讓團(tuán)隊(duì)成員下定決心必須攻克極限路況下的車(chē)輛安全難題。賽后，部分隊(duì)員決定將自己的科研方向聚焦車(chē)輛安全領(lǐng)域。鄒恒多計(jì)劃未來(lái)深耕定位算法的安全優(yōu)化，讓自動(dòng)駕駛在復(fù)雜路況下也能穩(wěn)定可靠；呂堯則希望通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的算法優(yōu)化，解決城市道路自動(dòng)駕駛的安全痛點(diǎn)。
團(tuán)隊(duì)優(yōu)異成績(jī)的取得離不開(kāi)指導(dǎo)老師的全力支持。車(chē)輛學(xué)院教授李升波、副研究員于良耀為同學(xué)們的仿真模擬與實(shí)車(chē)測(cè)試提供分階段指導(dǎo)，副研究員高博麟帶隊(duì)實(shí)地勘測(cè)賽道、提出建議。從校內(nèi)到校外、從課堂到賽場(chǎng)，老師們始終用心守護(hù)學(xué)生的科研熱情。
當(dāng)清華戰(zhàn)隊(duì)的AI賽車(chē)沖出層層濃霧，陽(yáng)光刺破云層灑向賽道，隊(duì)員們的科研探索也隨之邁入新階段。他們將以此次極限競(jìng)速挑戰(zhàn)為起點(diǎn)，深入研究復(fù)雜環(huán)境下的自動(dòng)駕駛技術(shù)，以執(zhí)著與擔(dān)當(dāng)在智能駕駛科研道路上書(shū)寫(xiě)更多創(chuàng)新傳奇。
