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沙场夏点兵-第三届全国大学生光电设计大赛纪实

已有 3745 次阅读 2012-12-28 17:00 |个人分类:教学|系统分类:教学心得| 大学生, 纪实, 光电竞赛

(1)接队伍
    话说光电大赛在第一阶段为理论方案评审。我校全部落选。老C说不行:“丢人,以后光电专业还办不办了?”跑去组委会争取,给了四支队伍的的名额。
    作为老老师,我们一般把带队和指导机会给年轻人。
    当然,这是个冠冕弹簧的讲法。象这种比赛,不搞普奖,所有奖项只能覆盖决赛队伍的一半,要求甚高。如果年轻人带队,出去输了,我们可以说他经验不足;赢了,我们可以说,一个小比赛嘛,没啥。但是要是老老师自己带队:赢了,小比赛,算啥?输了,。。。。丢人啦!
    学生们在比赛前一个多月找到了我。作为专业教学负责人,我也没有太多理由推辞,只好硬着头皮接下一支队伍。
    这支队伍组成为两女一男。而这男生呢,声音细小头发长,又穿花村衫。所以三个人往一块一站,我就有点哆嗦:要带娘子军出征了。
    队长来自材料学院的光电专业,是个文静的女生,单名一个“雷”字,够威!而另两位都是我们专业的,女生唤着“晓琼”,男生唤着“冬晨”,听起来文雅而浪漫。三人组合,给队伍起了个时髦的名字:“窃听风云”。
    我拆了拆字,观了观天象,掐指一算,五行OK,可以出征。
(2)备战
所谓“窃听风云”,当然是要窃听了。为了让大家读起来好玩,我还是稍微介绍一下连文科MM都能懂的技术。
激光窃听起于由前苏联的Léon Theremin在1947年发明的利用红外光进行窃听的技术。现在发展到据说在1公里外,通过将红外激光束打在要偷听的屋子的玻璃窗上,就可以窃听。
现在各种便宜的窃听装置也满街都是。但是,要达到比赛效果,就不是说说那么简单。前期各参赛队的理论方案,我后来才知道,五花八门怎么想的都有,将各种近年来才出现的技术都考虑了。
但是比赛就是比赛,要求参赛队用输出功率小于10mW的激光,偷听30米外的屋子里的声音。激光是打在窗户上的,窗户关闭。声音由屋子里的喇叭发出,读音来自语料库的标准数字和字母读音,其排列随机,声音大小可调,从最高80dB向下调整(到80分贝时,外面虽然听不清,但也听到了隐隐约约的声音)。参赛者听到的音量越低,得分越高;另一方面,为了增加比赛难度,要求通过测量两扇窗户上的回波信号,来给声源定位。参赛者定得越准,得分越高。听音和定位的得分各占50%。
 
队员们先给我看方案,是从网上抄来的,主要是用来做普通的物理实验的,肯定谈不上创新,实际上也达不到效果。开始变方案,使用干涉技术到系统中。
队员们开始用功,不料中途出了变故。晓琼非要去面试上海光机所的硕士研究生。现在为了抢生源,中科院各个所都是学生还没考硕士,就先面试。说是如果学生免推上了,或者考上了,就不用再复试。
到比赛前25天,晓琼才回来,进度已经拖了好大一节。但是,孩子们还是用功,吃饭睡觉都在实验室里。有时候到他们旁边,也有股臭味,两个女孩也搞得脏兮兮的。
夜以继日,终于在比赛前两天,带齐了七拼八凑的设备,踏上征途。
(3)旗山
途中,就看见各路人马扛着各种武器奔赴赛场-福州师范大学的旗山校区,那真是:
        落地架、山地架、一架更比一架重;
        小提箱、大木箱、一箱胜过一箱长。
列位看官一定好生奇怪,这些人为啥带了这么多武器?且看下图:
 
实际上这里有个讲究,探测讲个信号稳定。信号咋稳定,就要求你发出激光信号的仪器要稳定,探测器要稳定。要稳定,就要放得稳,所以越稳的架子越占便宜。光学,可是个精密活儿,所以为了精密,其支撑,难免厚、重、大。
 
现在来谈谈赛场。这福州师范大学颇费了点思量,室外赛场,把位置选在了旗山风口上。旗山,顾名思义,风小不了。风雨不定,明显增加了比赛的难度和趣味性,稍有不慎,你会在监听中听不到信号,而是风雨声;二则福建的队伍早在此做了全省预赛,明显有主场经验。
那有趣的风雨,给大家带来了意想不到的难度:
各个队伍正在阳光下训练:
来了一场大风,然后:
然后,来了场雨:
所以,大家非常高兴,说是不用比了,抽签决定名次算了:
 
(4)赛前花絮
(A)杂牌军
    训练中,浙大有支队伍没有指导老师,奇怪ing,过去问。他们答道:“有指导的是嫡系,我们是杂牌。”我安慰道:“张灵浦是嫡系,但是照样输给土八路。”
(B)特殊武器
    长春理工特殊武器如下图。其优点是遮光好,杂光干扰小;坏处是,一有风摧草动,纸筒子就晃个不停,所以主要是用来听风。
(3)赛前准备
风雨大,队伍多,比赛只好定在晚上7点开始,据说是因为雨停了,风也小些。
所以大家开始在等候比赛的教师里开始准备:
 
(7)比赛
比赛过程老师不准进入,学生们先进现场测试,然后到数据处理室处理数据,总共可用时间45分钟,最后上交监听记录报告和录音。
由于本组有两个女孩子,所以到达比赛现在后大家后,大家手忙脚乱,接了好多拖线板,用了15分钟才把系统架好。
监听过程中,监听设备控制失误,耳麦没了,大家只好通过电脑上的波形判断,是否有足够清晰的声音。
比赛至30分钟,进入处理室,程序处理效果不好。晓琼决定一试,现场改变电脑计算程序,用8分钟改程序。7分钟记录,记录到了70分贝的数据。但是,由于过于紧张,在记录纸上没有把听不清的音跳过去,结果记录后面部分顺序有误,影响了得分。最后记了监听成绩,而定位成绩由于正确字符不够而未记。
比赛现场一大堆零分的。所以,无论如何可以得优胜奖了,同学们有些开心地回到准备场地:
(8)赛后花絮
长江大学的同学在我们后面比赛,非常认真地听完我们队员的介绍,然后总结经验,在三角架上绑上水平加重,结果非常好地在现场听到了60分贝。当他们进入处理室,才发现,根本没录任何声音!负责录音的同学立马崩溃,跑出去了。他们的带队老师花了两小时才把他找回来。
(9)总结
别的总结都是官话。只有一点让我映像深刻,那就是获理论奖的同学在实际比赛中鲜有获奖者,这其中有北大和武大都未在实测中获奖。可见现在的教育所面临的巨大问题。
顺便补充我校另一个参加了比赛的队伍的照片,他们当时是二年级同学,还有可能在以后的全国比赛中获奖:
 
 
 


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1 王春艳

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