简 介： 本文给出了第十九届全国大学生智能汽车竞赛英飞凌LED灯光秀比赛细则。

关键词： 智能车竞赛，英飞凌，LED，灯光秀

 

01 LED灯光秀

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一、背景介绍

  美育是丰富想象力、提升创造意识的教育，更是纯净心灵、陶冶情操、涵育人生的教育过程，其在培养健全人格和积极向上的精神过程中具有无法替代的作用。从社会需求的角度，灯光，也不仅仅包含朴素的照明和指示功能，还包括城市夜景、汽车、工业、电子、数码等无处不在的使用场景。

  因此，竞赛组委会和协办单位英飞凌继续为大赛设立“灯光秀”环节，灯光秀活动从第十七届开始设立，第十八届发展为专门的 “ 英飞凌LED灯光秀创意赛” ，第十九届“灯光秀”将分成两个阶段，第一阶段为分赛区阶段与赛题结合的简单任务，第二阶段为总决赛阶段的创意灯光秀。以此鼓励参赛选手在工程实践活动中兼顾作品的美学设计。

二、灯光秀细则

  第十九届全国大学生智能汽车竞赛 将于2024年暑期举行， 竞速比赛规则已于2023年11月公布。竞速比赛分为8个赛题组，其中“摩托组”、“独轮组”两个组别要求在车体上增加基于Infineon TLD7002芯片驱动LED点阵， 显示车体运行状态、任务执行结果信息。禁止使用可编程的灯珠及其他型号的LED驱动芯片，例如WS2812类似的可编程灯珠。本文将对灯光秀细则要求进行详细描述。灯光秀细则正式文档将会公布在全国大学生智能车竞赛网站。

1、灯光秀基础阶段要求

  如竞速比赛规则描述，要求在“摩托组”、“独轮组”两个组别的作品上增加基于Infineon LED 驱动芯片TLD7002的LED点阵，要求显示车体运行状态、任务执行结果信息，但基础阶段的要求很简单，类似于学编程时的那句“Hello, world！”，必备的要求只有如下两点。

  （1） 需要用对应的图形表达出包括但不限于平衡、前进、后退、左转、右转、倾倒。 这六种车模运行状态,其中只有平衡与倾倒必须按照下列表格中的字母示意进行实时显示，方向可以用类似的箭头图形进行实时显示，如下表所示；

  （2） 需要显示字母以及数字来代表任务执行结果，需要对识别到的元素进行实时统计显示（需要对结果持续显示在点阵屏上，便于裁判检查），例如室内摩托组赛道上的起跑线、环岛、十字、坡道、障碍元素等，室外独轮组的锥桶、目标板等，其中只有室内组别的十字和室外组的目标板必须按照如下表格示意进行结果的统计显示，其他的统计显示可自由发挥：

• 说明：例如摩托组在运行过程中发现了，一个十字路口则应该显示A1，后续如果再次遇到十字路口则应该显示A2。

  关于点阵规格及尺寸要求如下：

• 单个字符点阵像素规格，至少为5（宽度）*7（高度）
• 单个字符点阵尺寸规格，至少为20mm（宽度）*25mm（高度）
• 整体点阵尺寸规格，至少为50mm（宽度）*25mm（高度）

  对于车模姿态的显示功能将由裁判在赛前进行检查；对于运行结果统计显示，将由裁判在某一圈完成比赛后进行检查。

  其他元素的发现与统计同学们也可以发挥创意，用更具创意的自定义图形来实时显示和统计小车看到的元素。这里需要注意，这两个组的灯光秀第一阶段要求并不需要所有功能完备，只需要完成要求中必须项即可，灯光秀部分的技术要求只算作门槛要求，不做加减分，不影响比赛客观成绩，但基本的功能若能顺利实现，也是为第二阶段英飞凌灯光秀比拼打下基础。

2、灯光秀国赛比拼：“英飞凌LED灯光秀创意赛”

  在灯光秀的基础阶段，只要求参赛队伍能将今年的指定驱动芯片TLD7002用起来，没有更复杂的要求，灯光秀第二阶段的评选要求更高一些，也更开放，没有具体要求，不受第一阶段的具体要求束缚，第二阶段要求参赛队伍利用指定的英飞凌LED驱动芯片TLD7002设计出酷炫、精美、多彩多样的创意灯光秀作品，为激烈的竞赛角逐增添更多美学美育上的舒适体验。可以和赛题任务进行结合，也可以是单独的灯光秀作品，内容完全自由开放，同时该作品可以参加第二阶段的灯光秀评选，优秀的作品将有机会通过灯光秀初选进入国赛，通过灯光秀进入国赛的队伍可以同时参与国赛阶段的灯光秀比拼和竞速赛。

（1）参与范围

  包括摩托组和独轮组在内，第十九届全国大学生智能汽车竞赛的其他6个类别的竞速组的队伍也可以参与国赛阶段的灯光秀比拼。

（2）参与方式

  想要参与国赛阶段的灯光秀现场比拼，需要先在分赛区阶段进行灯光秀作品线上评比：参加第十九届智能汽车竞速赛的队伍，都可以设计自己的灯光秀作品，主题自定，作品形态自定，可以是纯美学秀，也可以是基于某种实际应用场景的微缩模型，还可以是结合各组赛题特点，将灯光融合到竞速赛的八个赛题的车模作品中，但不论是哪种形式，都要求主显示的LED驱动芯片是TLD7002，然后将作品酷炫的灯光效果和作品想表达的主题讲解录制成3分钟左右视频，发送给组委会和英飞凌。线上审核评选出最具创意和美学效果的20支队伍左右。这20支队伍将在全国总决赛现场进行评比：组委会和英飞凌将在决赛现场设置展示及评选专区，结合作品工程设计，技术报告，现场讲解展示，评委老师进行打分排名，参照国奖获奖等级规则颁发“英飞凌LED灯光秀创意赛”奖状。

  同时，按照以往灯光秀奖励惯例，进入灯光秀国赛阶段的队伍可以凭借此资格参加同组别竞速组全国总决赛正赛，其成绩按正常竞速赛成绩统一进行排名。

3、评选规则

  评选时，会结合技术报告，综合考量作品的工程设计和美学展示。

  结合灯光秀作品的硬件设计、主题及点灯方式进行自由的3分钟灯光演示和讲解，需说明硬件电路原理，点灯算法的实现方式，包括电路和程序的合理性及巧妙性。

• 作品外观：结构及布局的合理性及美学设计。

• LED灯：LED的布局、选型、亮度均衡，为了更好的演示效果，也可以选用RGB灯以及增加光导来达到更酷炫的效果。

• 点亮演示：静态显示的均匀、稳定，动态点灯的花式玩法的多样性（这一点和LED的布局、数量等有关，建议同学们在做好显示的基本功能的同时，兼顾好灯光秀的设计，为自己在灯光秀的专项赛中胜出打下基础）、点灯程序设计的创意性。

• 设计解说：参赛选手在进行灯光秀的开头、过程、结束的整个过程中对自己的设计，原理以及对英飞凌LED驱动芯片应用的理解和特性进行描述，考察同学的综合设计方案。

• 说明：参加灯光秀的作品可以是和各赛题组融合到小车上的一体化作品，也可以是单独设计的灯光秀作品进行灯光秀演示，可以自由发挥，但需要考虑LED驱动芯片是否够用。

4、评委

  全国大学生智能车竞赛组委会、英飞凌科技（中国）有限公司

三、灯光秀奖项设置

• 奖项名称：参照国赛获奖比例颁发“英飞凌LED灯光秀创意赛”的一、二等奖
• 奖品：奖品由英飞凌提供，奖励方式之后另行通知。

四、烧录说明

1、TLD7002芯片简介

  在第十九届竞赛的灯光秀部分，英飞凌推荐了一款全新的LED驱动芯片：TLD7002，TLD7002芯片具有如下的一些特性：

1. 最多支持16个恒流输出通道。
2. 每个通道可单独调节占空比。
3. 每个通道可单独调节电流。
4. PWM频率可调节，100Hz到2kHz。
5. 可配置热降额，过热时降低输出功率。
6. 支持LED开路、短路检测，并可调节阈值。
7. 支持HSLI通讯，最高速率可达2Mbit/s。

  相比去年的LED驱动芯片， TLD7002具有明显的功能和性能提升，不仅通道多、功能多，还支持HSLI接口进行通讯。但是在使用TLD7002时需要注意，如果是一颗全新出厂的芯片是不能直接使用的，在数据手册中有相关的描述提到，需要先给芯片进行一次性编程或者进入仿真模式对芯片参数进行配置，配置好工作参数之后芯片才能按配置的参数正常工作。所以这里需要先了解对芯片进行一次性编程使用和对芯片进行仿真使用的特点和优缺点：

1. 采用一次性编程的方式缺点在于，参数固定不能再次修改，优点是之后使用可直接通过HSLI接口控制通道的占空比，从而控制LED的亮灭与亮度。
2. 采用仿真模式的缺点在于，参数不会保存到芯片内部，每次上电都需要进入仿真模式，这个缺点也正是优点，由于每次都需要修改参数，这样便于在开发阶段设置不同的参数进行调试，当开发工作完成之后再进行编程即可，当然也可以继续保持每次上电后进入仿真模式设置参数的方式使用。

  为了降低同学们学习和使用TLD7002芯片的压力，逐飞科技基于TLD7002制作了驱动LED点阵的开源方案，方案采用仿真模式在上电时自动对芯片进行参数配置，同学们无需关心复杂的烧录操作。调用对应的显示函数即可实现常见的数字、字母、符号的显示。

2、TLD7002芯片烧录说明

  从前文芯片简介可以得知，可以通过提前烧录参数以简化芯片使用，也可以采用逐飞开源方案仿真模式来配置芯片参数，所以，同学们成功申请芯片后，需提前联系英飞凌合作伙伴逐飞进行具体需求告知，由逐飞配合大家完成芯片使用前的准备工作。

五、参考资料

  1. 灯光设计参考资料：

https://www.infineon.com/cms/en/product/power/lighting-ics/litix-automotive-led-driver-ic/

  2. LED中文资料汇总参考：

https://www.infineon-autoeco.com/led/Index

  3. 英飞凌官网的TLD7002 LED驱动芯片介绍页

  可以下载到最新的数据手册、应用文档、用户手册等（推荐使用自带的Edge浏览器打开）。

https://www.infineon.com/cms/cn/product/power/lighting-ics/litix-automotive-led-driver-ic/litix-pixel-rear/tld7002-16es/

  4. TLD7002参数配置软件（OTP Wizard）

  可以快速设置参数并生成配置文件。

https://softwaretools.infineon.com/tools/com.ifx.tb.tool.otpwizard

  5. 技术验证和参考方案

  受组委会及英飞凌委托，逐飞科技针对第十九届智能汽车竞赛摩托组与独轮组的LED显示要求，对TLD7002驱动点阵屏进行了技术验证，设计了符合赛事需求的TLD7002驱动LED点阵的方案，本次验证采用7*15的LED点阵，可以同时显示三个字符，支持字母、数字、常见符号的显示，支持实时亮度调节等功能。分享给大家参考。

https://gitee.com/seekfree/TLD7002_LED_Dot_Matrix

  6.往届参考资料：

  （1） 英飞凌无线充电组电量显示之花式点灯

https://mp.weixin.qq.com/s/MKS0C1maMr37EW4q2R1HXw

  （2） 英飞凌杯·LED灯光秀创意赛浅析：

https://mp.weixin.qq.com/s/q5YmL6CyM1hcy6GzJUNAsw

六、附录

1、说明

  全国大学生智能汽车竞赛组委会和英飞凌保留对该活动的最终解释权。组委会和英飞凌可能利用同学们提供的视频，或者现场拍摄的视频等素材进行公开宣传，参选意味着您同意授权我们使用这些素材并进行公开宣传。

2、关于英飞凌

  英飞凌科技股份公司是全球功率系统和物联网领域的半导体领导者。英飞凌以其产品和解决方案推动低碳化和数字化进程。该公司在全球拥有约56,200名员工，在2022财年（截至9月30日）的收入约为142亿欧元。英飞凌在法兰克福证券交易所上市（股票代码：IFX），在美国的OTCQX国际场外交易市场上市（股票代码：IFNNY）。

  更多信息请关注微信公众号：英飞凌汽车电子生态圈

 

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■ 相关文献链接:

• 英飞凌LED灯光秀创意赛”