“你已经是一辆成熟的自行车了，应该学会自己跑起来。”

相信不少人都有过这样的想法，但很显然，我们的自行车只是个“宝宝”，没法自己跑起来。不过对于普通人来说办不到的事，对于有些人来说却并不困难。

前几天，B站上就有一位UP主发布了自己“养大”自行车的视频，在经过四个月的“哺育”之后，他成功让一辆自行车自己跑起来了。他就是稚晖君，本名彭志辉，2020年华为“天才少年”计划签约者。

在视频中，稚晖君介绍了这辆自动驾驶自行车诞生的全过程。

首先他选择了一辆死飞（Fixed Gear，固定齿轮自行车）作为本体，并在CAD上建立了这辆自行车的3D模型，然后就是以这辆死飞的数字孪生为基础，设计一套改造方案。

为了让自行车能在静止和运动时保持平衡，稚晖君选择了使用角动量守恒的原理，在车座前方设置一个较大的无刷电机，控制动量轮的运作。同时他在后轮上方又设置了一个无刷电机，靠摩擦力来驱动后轮，让自行车实现前后移动，并在龙头上安装舵机控制转向。

在传感器方面，稚晖君为自行车安装了一个RGBD的深度相机、加速计、陀螺仪和激光雷达，用来探测周围环境和车辆自身的状况。而用来控制车辆自动驾驶的主控计算模块，则被他安置在了车座后方。

设计完成之后就是零件制作，那些对强度要求不高的零件，稚晖君使用了3D打印技术，而剩下的金属零件则是交给了“家里有厂”的朋友代为加工。

完成了硬件框架的搭建，下一步就是给自行车安上「脑子」，让它能够跑起来甚至自己认路。

相对而言，「大脑」的软件框架就要复杂得多，除了基于昇腾的整个AI栈之外，稚晖君还使用了ROS（机器人操作系统），来实现消息分发、业务串流、SLAM等功能。

「小脑」的框架是基于FreeRTOS，主要实现传感器的数据处理以及电机的控制算法，并通过一个小屏幕实时显示部分参数。

相对而言，「大脑」的软件框架就要复杂得多，除了基于昇腾的整个AI栈之外，稚晖君还使用了ROS（机器人操作系统），来实现消息分发、业务串流、SLAM等功能。

为了将这两个「脑子」整合到一起，稚晖君设计了一个四层的载版，通过总线把「大脑」和「小脑」连接起来。

“身体”和「脑子」已经就绪，接下来还差一个“心脏”，也就是驱动器。稚晖君使用了之前项目中设计的Ctrl-FOC矢量控制驱动器。这是一个超迷你双通道无刷电机驱动器，能够实现两路共100A的无刷电机FOC控制，同时还驱动了一个60KG舵机及一个散热风扇。

万事俱备，把上面所有的结构零件和电路整合起来，一辆自动驾驶自行车就诞生了。不过，目前阶段的自行车还远远没法上路，必须为它注入“灵魂”——调参。

稚晖君表示，这个车子的控制代码中有 50 多个重要参数，比如控制周期、反馈矩阵、PID 增益等。这些数字全部都要得到合理设置，才能使系统进入稳定且快速收敛的状态。电机功率、飞轮质量等物理参数的设置则需要有准确的数学模型来指导，否则一不小心就会“翻车”。

在历经九九八十一难得到模型以后，为了进一步验证模型的准确性，稚晖君又在游戏引擎Unity中进行了仿真，先让自行车能在仿真环境中自如行动，随后再迁移到现实环境当中。

现在，自行车已经能够维持自身静态和动态的平衡，也有了“自己行动”的能力，接下来就要引入自动驾驶技术了。

通过自行车搭载的RGBD深度相机，再结合AI算法，自行车就拥有了自动避障、自动跟随等功能。

再用上激光雷达，自行车就能像扫地机器人那样自动规划路线，探索未知环境了。

至此，这辆被稚晖君命名为“轩”的自动驾驶自行车终于算是初步完成了。

有类似想法的人，稚晖君并不是第一个。2016年，谷歌就拍摄了一段“自动驾驶自行车”的短片，虽然最后谷歌自曝那只是个愚人节玩笑，自行车的“自动驾驶”也是通过画面合成的，但还是让人们大开眼界。

2019年，清华大学发布了自主研发，同时也是世界首款异构融合类脑芯片。当时为了演示这款类脑芯片的性能，清华大学就制作了一款自动驾驶自行车，并因此登上《Nature》封面。稚晖君这次启动“轩”计划，就有致敬清华大学的因素在里面（虽然两者原理并不相同）。

除了本身的兴趣和致敬之外，稚晖君之所以会开启“轩”这个项目，也有自我提高，熟练新技能的目的——作为华为重金签约的天才少年，稚晖君之前接受过不少采访，他也透露过自己业余制作的各种项目是因为“比较喜欢在积累了一定程度的新知识和技能之后，构思一个项目把这些知识都用上并呈现出来。”

而对于稚晖君来说，加入华为天才少年计划，不仅是对自己能力的一种认可，同时也让个人爱好、公司价值、时代趋势达成了统一，而这对于稚晖君来说正是他最理想的工作状态