導讀

最近，全國大學生電子設計競賽下設的信息前沿專題邀請賽頒獎典禮在南京郵電大學舉辦。我們看到了其中的幾個一等獎作品，其中獲得“瑞薩杯”的是用AI技術做的餐柜。

作者：黃燁鋒

責編：Illumi

這兩年，疫情雖然影響到了很多行業內的原有活動安排，但項目推行質量也還是很堅挺。比如全國大學生電子設計競賽下設的信息前沿專題邀請賽。

2020年我們也參加了瑞薩杯信息前沿專題邀請賽的頒獎典禮——原本按照雙數年舉辦的傳統，這個賽事的頒獎典禮也應該在2022年舉辦。但因為疫情，頒獎典禮從原定的去年8月，推遲到11月，最終延后到了今年3月，也算是好事多磨了。

在接受采訪時，西安交通大學秘書長羅新民教授說不僅是頒獎典禮，比賽的展開也多番受到影響，比如在明確了邀請的高校隊伍之后，瑞薩準備的開發板就要發往學?！》耆ツ晟虾槠?個月的防疫封禁，“遲遲沒有快遞小哥能把這些東西送出去?！绷_新民說，“后來我們有幾個學校的指導老師當起了快遞小哥，自己去給各個高校送了開發板?！表椖砍尸F、評審過程也是線上線下結合的方式。

不過最終呈現的作品質量并沒有受到影響。2022屆的瑞薩杯邀請賽主題為“網絡化語音圖像檢測與識別”。其實2020屆的比賽就已經在嘗試迎合時代AI主題，更多引入計算機視覺應用了。當時評委在接受采訪時還提到，學生對于AI推理算力的利用仍然沒有那么充分；但從今年的作品來看，切題程度是更加到位的。

幾個一等獎獲獎作品

比如說組委會委員/專家組專家、華南理工大學的殷瑞祥教授特別提到了“利用圖像識別技術，把箱子里的面包、烘焙食品認出來，知道里面還有哪些食品、存量多少等等；然后通過互聯網，實現進貨、庫存增減等操作”。

這個項目就是本次邀請賽獲得了瑞薩杯的作品，廈門大學的“慧眼識珠-基于瑞薩RZ/G2L的現制烘焙簡餐柜”（參與學生：林樸堅、黃添豪、廖元熙）?；顒蝇F場展示這個作品描述提到，是“將經過優化的YOLOv5目標檢測算法部署在瑞薩嵌入式芯片RZ/G2L上”，結合人臉識別算法實現自助結算。

YOLOv5的“裁剪優化”，并部署于RZ/G2L板，應該是這個項目的核心。另外基于攝像頭、QT人機交互界面的自助終端和服務器，實現取物、支付之類的操作，似乎也是項目重點。雖然因為時間關系，我們沒能對項目做更為細致的了解，不過這個作品的完成度比我們前兩年看到的大學生競賽作品都更高，對于CV應用的實踐也更為成熟。

瑞薩杯獲獎隊伍

值得一提的是，殷瑞祥教授評價本屆邀請賽強調的“網絡化”主題，在得獎作品中有比較好的體現?！安还馐潜镜亻_發板資源的利用，同時還要考慮如何充分利用互聯網技術、云資源來做開發?！币笕鹣檎f，“從同學們的作品來看，現在的大學生應用互聯網資源很嫻熟，作品也能充分體現網絡化主題?！?/p>

瑞薩電子中國戰略市場銷售部高級經理于濤也說：“大部分作品在網絡化這塊都有挺好的體現。一等獎瑞薩杯的這個作品，其實它不光是簡單的賣面包的這么一個系統，它包含有云端、數據庫，還有人臉識別、購買習慣管理的一套東西做支撐?！薄拔矣浀眠€有個南郵的作品，是空地協同的搜救系統。天上有個無人機，地下一輛救援車，兩頭互相通信協調。網絡化技術在同學們的應用里還是挺好的?！?/p>

網絡化實際上也切實體現了作品完整度的增強。5個一等獎作品里，除了得到本屆瑞薩杯的上述作品，還有4個一等獎作品在頒獎典禮現場也做了展示。分別有下面這些：

▲ 智能出餐系統（林鈺哲、張承翰宇、譚程珂，杭州電子科技大學）。整個作品包含了云端服務器系統、主控系統、從控系統。云端服務器系統下，可用微信公眾號平臺點餐；餐廳管理人員可以登錄后臺查看訂單情況、修改上架菜品。

主控系統以瑞薩RZ/G2L為核心，“每隔一段時間向服務器申請訂單信息”，通過攝像頭捕獲圖像信息，藉由YOLOv5模型對傳入的畫面進行菜品識別，并將結果傳輸至從控系統。從控系統有個機械臂，上面接了勺子，用于打菜，“在接收到從控系統的數據后”“內置的G2L核心板控制舵機系統，根據既定的運動指令操控機械臂”——這個從控系統本質上也就是個完整的執行系統。

▲智能垃圾分類系統（姜榮昇、孫海華、張廣源，青島大學）。主要功能是實現對垃圾的識別和分類，也是基于計算機視覺進行垃圾圖像分類“和語音功能”——雖然不知道這個語音功能究竟是做什么的；執行部分會有開關、垃圾桶狀態檢測上傳；另外配套開發了app，可以從中查看垃圾桶狀態，比如在垃圾桶滿時，會有實時消息推送。

▲全自主空地協同搜救系統（朱淳溪、代軍、馮驥川，南京郵電大學）。“基于V-SLAM的空地協同搜救系統”，“集合了無人機嵌入式聲源定位（SSL），搜救音頻信號處理與識別、受災人體識別、多傳感器融合定位、視覺SLAM、自主路徑規劃、多模態信息處理，目標檢測以及智能體間目標位置的實時共享、網絡化遠程遙控等功能”。

展示的主體部分包括無人機和救援車。這套系統的亮點從介紹來看還挺多，包括“自主設計八通道立方體麥克風陣列，可實現對三維空間多方位的音頻信息采集”；“利用瑞薩開發板上集成的TensorFlow-Lite環境搭建深度網絡用于人臉檢測，RNN網絡用于人聲提取”；還有“實時定位與建圖”“動態避障與路徑規劃”，實施方案詳情未知，看起來是個大工程... ...

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▲行車安全預警系統，主要是疲勞駕駛檢測（關舟、張梓健、王虹極，西安交通大學）。攝像頭的駕車者疲勞識別自然是主體，這個項目的核心大概在于對于眼部、嘴部、頭部姿態的疲勞狀態識別，“結合偏差時間累積算法避免誤檢”；另外加入了GPS模塊用于檢測車速，并記錄駕駛時長等信息；以及有語音示警，和遠程云端管理后臺功能。

以上是有關作品介紹的部分，再來談談以上所有得獎作品圍繞的硬件核心，也就是基于瑞薩RZ/G2L的開發板。雖然今年的邀請賽同樣大方向著眼在了CV，但并沒有像去年那樣選擇RZ/A2M——也就是帶DRP、專用AI單元的微處理器。

RZ/G2L的邊緣AI推理，主要是依托于Cortex-A55的NEON指令集增強，“AI推理性能比前代產品提升約6倍”，“推理時延降低50%”。這應該也算是相當符合了當代TinyML時代潮流的選擇。

瑞薩電子中國MPU事業發展部經理張智博說：“我們兩屆比賽給同學們選用的是不同的平臺，希望可以豐富比賽多樣性”：A2M“更加面向工業軟件應用場景”，“像是RTOS這樣的系統”；“而G2L平臺跑Linux系統”，“這個平臺主打的不是圖形圖像加速，而是工業HMI場景”。

另外張智博還談到了RZ/G2L的“五大優勢”：除了Cortex-A55相較之前的A53性能提升，以及強調邊緣AI處理性能加強之外，還包括（1）工業HMI所需功能和接口豐富，包括MIPI、兩路千兆以太網、兩路CAN-FD等，“除了用RZ/G2L平臺做工業HMI應用場景，還有許多客戶會將其用于控制側場景，比如PLC，比如太陽能逆變器管理側”；（2）內置了12位ADC、Cortex-M33子核，“還有個優化的電源管理芯片集成在平臺上”。所以電路板整體尺寸可以更小，降低BOM成本。（3）針對工業級應用，提供“超長期支持Linux”“10年以上的長生命周期”——這一點主要是基于CIP Linux內核，“CIP聯盟做了工業級Linux，對Linux系統會有10年以上內核的支持”，“瑞薩是CIP聯盟的創始成員之一，會和CIP聯盟成員共同參與維護、開發和支持”。（4）平臺硬件和軟件可擴展性支持，包括針對部分平臺的pin-to-pin兼容性，包括V2L、G2LC等。

這種比賽的價值究竟何在？

全國大學生電子設計競賽，大框架是分成了單數年的全國大賽，和雙數年的邀請賽的，瑞薩杯是后者的一部分。瑞薩是從2008年開始參與全國大學生電子設計競賽的。2018年屬于賽制轉變，也就是“瑞薩杯”信息科技前沿專題邀請賽新10年的開端。羅新民教授也將邀請賽稱作“精英賽”，“面向電子信息類的雙一流學校和相關專業的學生，做定向邀請”。

“從2018年開始，我們升級轉變為信息科技邀請賽，到現在已經舉辦了三屆。2022年是第三次?！?span style="color:rgb(55,71,193);">瑞薩電子中國總裁賴長青在活動上說，“最早期的10年5屆大賽有1000多所高校、10萬+人參與?，F在的邀請賽變得更加專業，要求也更高。”新10年的每一屆瑞薩杯邀請賽，大約會有90支左右的隊伍受邀參與。

每次參與此類活動，主辦方似乎總要被問到，活動的價值何在。因為即便是精英邀請賽，一般來說面向大學生限定主題和時間的參賽作品，離真正的商用還是有距離的。而且很多時候，得獎作品選擇的主題在市面上都已經有非常成熟的對應方案。那么這種比賽的意義就很值得關注。

要說這類賽事的價值，應該是對國家或社會，對冠名贊助的企業，以及對學校和學生這幾個方向分別有何價值。北京理工大學副主任趙顯利教授說：“大學生電子設計競賽從開始到現在已經30年了。競賽的目的也在與時俱進不斷更新?！薄爱斈杲逃縿倓偘l起這個競賽的年代，中國大學生的動手能力還比較差。我們當時競賽的目的就是為了培養大學生的動手能力。這是最初的目標?！?/p>

“現在的信息科技前沿專題邀請賽，則在于中國人才的培養。”趙顯利教授談到，“我們搞人才培養的，要跟上國家的步伐。所以競賽就有了目標的提升?，F在競賽的目標是創新、拔尖人才的培養。這已經和最初動手能力的培養有了質的飛躍。這也是現在這個比賽叫做信息科技前沿專題邀請賽的原因。”這是從國家、社會層面所做的解答。

以學生為出發點，雖然作品還做不到商用，但可談的似乎也不少。“在這么短的時間內，能夠實現基本功能其實已經很出色了。要最終形成產品還有難度。”趙顯利說，“但參加競賽的同學，成長速度，和在原有學習基礎上在企業中做出的貢獻，不少人都是被企業認可的?！?/p>

就學校的角度來看，“我們在招研究生的時候看到有同學有過這方面的經歷，就會更期待他能來上我們的研究生?！薄坝行┩瑢W被免試保送研究生，跟競賽獲得的成績也是有關系的。說明各高校對這些競賽還是非常贊賞。”

從市場的角度來看，“人才市場給予了高度認可，獲得全國獎的同學非常搶手。”殷瑞祥教授特別舉了普源精電和大疆創始人的例子，他們當年就是參加了電子設計競賽的學生。于濤也說：“從成果物轉化來說，比賽還是增強了同學們的社會競爭力的。從我們企業的角度來看，對于本科階段參加過競賽、接受過相關訓練的同學，他們的工作能力、上手速度都確實很優秀，我們也很希望這樣的同學能進來?！?/p>

最終從瑞薩作為贊助商的角度，“這么多年和組委會一起組織這些比賽，對我們來說也是學習的過程。”賴長青說，“我們更多地去和高校做配合、合作，也看到高校培養目標人才的能力越來越高。學生的水平，不管是理論水平、實踐水平也增長得很快?！?/p>

“瑞薩也希望不管在全球市場還是中國市場，幫助社會利用我們的技術、方案和服務，做出更多的努力和貢獻?！薄傲硗猓瞬排囵B也是一方面?！薄拔覀円矔幸恍┬Ｕ杏媱澋扰囵B人才相關的部分，不光是在競賽中，去吸納優秀人才，是為半導體也是為瑞薩。這是另一個收獲?！?/p>

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*本文來源：電子工程專輯EETimesChina

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

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