對(duì)于那些將要投身于我這個(gè)行業(yè)的學(xué)生們來(lái)說(shuō)，他們所學(xué)的大學(xué)教育課程，我已經(jīng)很久沒(méi)有詳細(xì)地了解過(guò)了。在我看來(lái)，他們好像都還不錯(cuò)。自我從大學(xué)畢業(yè)以來(lái)，學(xué)生們的畢業(yè)設(shè)計(jì)確實(shí)提高了。最近，我有幸參與了 TI 2011 Engibous 設(shè)計(jì)大賽的評(píng)審工作。TI 舉辦了北美區(qū)大學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)比賽，獲勝者將贏得榮譽(yù)和獎(jiǎng)金。

TI 此舉的目的是激發(fā)大學(xué)生拿出優(yōu)異的作品來(lái)參加 Engibous 設(shè)計(jì)大賽，同時(shí)我們也在尋找優(yōu)秀的模擬和微控制器/處理器設(shè)計(jì)。然而，讓這個(gè)項(xiàng)目得以實(shí)施的真正英雄是廣大學(xué)生、教授、主辦者、顧問(wèn)和各個(gè)部門。作為比賽的評(píng)委，我要了解研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)/模擬、制造、原型機(jī)和測(cè)試等階段。

我一共評(píng)審了 21 份決賽報(bào)告。評(píng)審期間，我看了很多的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，也了解了這些項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。這些設(shè)計(jì)都詳細(xì)地說(shuō)明了電路圖、布局和固件代碼。許多設(shè)計(jì)都運(yùn)用了多學(xué)科知識(shí)，例如：組織學(xué)、項(xiàng)目可行性研究、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、固件/軟件以及 PC GUI 等。

最終，得克薩斯州休斯頓萊斯大學(xué)的參賽隊(duì)摘得了 Engibous 設(shè)計(jì)大賽的桂冠。這支參賽隊(duì)選擇火星作為其下一個(gè)研究領(lǐng)域。獲勝的這個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)（“電動(dòng)貓頭鷹”）為全自主無(wú)人駕駛飛行器開(kāi)發(fā)出了一種飛行控制電子模塊，而飛行器的任務(wù)是在人類登上火星以前獲取它的地形地貌數(shù)據(jù)。他們的設(shè)計(jì)考慮包括了火星大氣層、能源采集、星際運(yùn)輸、光傳播延遲（通信）和高輻射環(huán)境問(wèn)題等。

這是一項(xiàng)宏偉的計(jì)劃，該設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)決定首先開(kāi)發(fā)出具備基本自動(dòng)駕駛儀功能的飛行器。接下來(lái)，他們實(shí)現(xiàn)了冗余傳感器功能，以展示系統(tǒng)容納冗余的能力，如圖 1 和圖 2 所示。

圖 1 火星任務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖 2 插到背板上的四種電路板。

當(dāng)他們對(duì)原型機(jī)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，真正有趣的事情出現(xiàn)了。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施期間的6次實(shí)際飛行測(cè)試進(jìn)行了模擬。第一次，他們驗(yàn)證了伺服板能夠正確接收、處理信號(hào)，并發(fā)送了正確時(shí)序的脈沖。第二次測(cè)試，使用背板（請(qǐng)參見(jiàn)圖 2）的三板測(cè)試卻過(guò)早地結(jié)束了。由此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)遙測(cè)技術(shù)漏洞。之后，他們又模擬了兩次飛行以測(cè)試自動(dòng)駕駛儀功能，最后又進(jìn)行了兩次測(cè)試來(lái)驗(yàn)證冗余傳感器的效果。

最終，這個(gè)小組設(shè)計(jì)和制作了固定翼無(wú)人駕駛飛行器的一整套航電硬件設(shè)備。設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)功能分布于四種不同的電路板上。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)給每塊電路板的固件編寫了代碼，并逐一測(cè)試，包括基本自動(dòng)駕駛儀算法和通用計(jì)算機(jī)板的定制實(shí)時(shí)內(nèi)核。

辛苦工作了一年的結(jié)果，很不錯(cuò)啊！利用模擬芯片，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為我們演示了系統(tǒng)的基本功能，這種系統(tǒng)在實(shí)際飛行環(huán)境下?lián)碛腥度哂嗟膫鞲衅鹘M，航電設(shè)備硬件則安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 RC 機(jī)身（現(xiàn)貨，無(wú)需專門設(shè)計(jì)）內(nèi)。飛行器成功地處理了來(lái)自每組傳感器的數(shù)據(jù)，并利用這種數(shù)據(jù)通過(guò)自動(dòng)駕駛儀讓飛行器保持固定的航向。比賽的獎(jiǎng)金不是很多，但對(duì)所有參賽者來(lái)說(shuō)，參加比賽的經(jīng)歷才是無(wú)價(jià)的。