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199千字
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2018-08-01
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主编推荐语
智能汽车设计全方位指南，提炼竞赛技术精要，适合学生及相关专业参考。
内容简介
本书以全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛为背景，讲述智能汽车设计的整体思路与技术难点，从元器件选购到相关专业知识讲解，全方位展示了智能汽车的实际制作与调试过程。本书分为11章，第1章为全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛的总体介绍；第2～4章分别为硬件设计、软件设计及机械结构设计；第5章介绍了恩智浦系列芯片的相应模块，包括MC9S12XS128、MCF52259、Kinetis K60及MPC5604；第6～11章给出了电磁、节能、摄像头、光电及自平衡、信标等组别智能汽车的实例制作过程。本书以智能汽车竞赛为切入点，提炼了智能汽车竞赛的技术精要，全方位阐述了一套完整的、具有自动控制功能的嵌入式系统方案设计蓝图，不仅适用于各个阶段研究智能汽车的读者，还可供嵌入式系统与自动控制相关专业的本科生、研究生用作参考资料。
目录
- 封面
- 书名页
- 内容简介
- 版权页
- 前言
- 目录
- 第1章 竞赛简介
- 1.1 竞赛与规则简介
- 1.1.1 竞赛介绍
- 1.1.2 竞赛规则
- 1.2 历届竞赛承办单位及获奖情况
- 1.3 历届竞赛变化趋势
- 第2章 智能汽车硬件设计
- 2.1 供电模块电路设计
- 2.1.1 单片机供电电路设计
- 2.1.2 舵机供电电路设计
- 2.1.3 特殊传感器的升压供电
- 2.1.4 传感器等其他外设供电
- 2.2 电动机驱动电路设计
- 2.2.1 脉宽调制基本原理
- 2.2.2 H全桥的基本原理
- 2.2.3 A型车模、D型车模电动机驱动方案
- 2.2.4 B型车模电动机驱动方案
- 2.3 信号传递电路的设计
- 2.3.1 电动机控制信号的电平转换与隔离
- 2.3.2 传感器数据信号的电平转换
- 2.3.3 舵机控制信号的隔离
- 2.4 测速模块原理与电路设计
- 2.4.1 光电脉冲测速原理
- 2.4.2 低成本方案——光电码盘
- 2.4.3 高精度方案——光电编码器
- 2.4.4 第五轮测速方式
- 2.5 辅助调试设备及其电路设计
- 2.5.1 液晶显示
- 2.5.2 矩阵键盘
- 2.5.3 拨码开关
- 2.5.4 串口通信
- 2.5.5 无线通信
- 2.5.6 SD卡读写
- 2.6 主板外形设计
- 2.6.1 A型车模主板设计参考
- 2.6.2 B型车模主板设计参考
- 2.7 PCB实体电路设计
- 2.7.1 元器件封装选择
- 2.7.2 基于原理图设计实体电路
- 2.7.3 电路抗干扰、防静电设计
- 2.7.4 自制PCB的方法指导
- 本章小结
- 第3章 智能汽车软件设计
- 3.1 C语言核心内容与芯片编程规范
- 3.1.1 C语言核心内容
- 3.1.2 命名规则
- 3.1.3 注释
- 3.1.4 统一类型别名定义
- 3.1.5 编码
- 3.2 控制主程序
- 3.2.1 摄像头组主程序设计
- 3.2.2 电磁组主程序设计
- 3.2.3 光电组主程序设计
- 3.3 赛道信息的获取
- 3.3.1 摄像头图像的获取
- 3.3.2 电磁传感器信号的获取
- 3.3.3 光电传感器信号的获取
- 3.4 信号处理与赛道识别
- 3.4.1 摄像头组图像处理与赛道边沿识别
- 3.4.2 电磁组信号放大与赛道边沿识别
- 3.4.3 光电组信号处理与赛道边沿识别
- 3.5 赛道分析与控制策略
- 3.5.1 摄像头组
- 3.5.2 电磁组及光电组
- 3.6 起跑线的识别
- 3.6.1 摄像头组
- 3.6.2 电磁组
- 3.6.3 光电组
- 3.7 PID控制算法和应用
- 3.7.1 PID控制算法
- 3.7.2 PID控制在智能汽车上的实现
- 3.8 其他控制算法和应用
- 3.8.1 模糊控制
- 3.8.2 赛道记忆算法
- 3.9 计算机辅助调试
- 3.9.1 开发软件介绍
- 3.9.2 C#上位机获取图像
- 3.9.3 MATLAB调试PID
- 3.9.4 按键及显示屏模块
- 第4章 智能汽车机械结构设计
- 4.1 机械设计软件——Pro-Engineer
- 4.1.1 简介
- 4.1.2 历史版本
- 4.1.3 主要模块
- 4.1.4 主要特性
- 4.1.5 Pro-Engineer在智能汽车上的应用
- 4.1.6 用户关注热点
- 4.2 智能汽车机械零件设计的一般步骤与准则
- 4.2.1 相关概念
- 4.2.2 设计机械零件的一般步骤
- 4.2.3 设计机械零件的基本准则
- 4.3 工具准备
- 4.3.1 锯切工具——钢锯
- 4.3.2 打孔工具
- 4.3.3 支持定位工具——桌虎钳
- 4.3.4 画线工具
- 4.3.5 螺丝刀
- 4.3.6 钳子
- 4.3.7 粘连工具
- 4.4 常用材料
- 4.4.1 铝合金
- 4.4.2 碳素纤维
- 4.4.3 润滑剂
- 4.5 智能汽车机械结构优化
- 4.5.1 智能汽车的整体结构
- 4.5.2 智能汽车防护保养与机械结构调整
- 4.5.3 智能汽车转向结构调整
- 4.5.4 智能汽车后轮结构调整
- 4.5.5 赛道保养
- 第5章 控制芯片
- 5.1 MC9S12XS128芯片
- 5.1.1 芯片简介
- 5.1.2 时钟模块
- 5.1.3 I/O模块及其应用
- 5.1.4 计数器和定时器模块
- 5.1.5 TIM模块的脉冲累加器
- 5.1.6 脉冲调制解调模块
- 5.1.7 周期中断定时器
- 5.1.8 SCI总线
- 5.1.9 模数转换模块
- 5.2 MCF52259芯片
- 5.2.1 芯片简介
- 5.2.2 时钟模块
- 5.2.3 通用I/O模块
- 5.2.4 边沿中断检测模块
- 5.2.5 中断管理模块
- 5.2.6 可编程中断定时器
- 5.2.7 脉冲累加器模块
- 5.2.8 舵机电动机控制模块
- 5.2.9 通用异步收发机模块
- 5.2.10 模数转换模块
- 5.3 Kinetis K60芯片
- 5.3.1 芯片简介
- 5.3.2 时钟模块
- 5.3.3 多用途时钟信号发生器
- 5.3.4 系统集成模块
- 5.3.5 可编程中断定时器
- 5.3.6 Flex定时器
- 5.3.7 通用I/O模块
- 5.3.8 引脚控制和中断寄存器
- 5.3.9 UART异步串行通信
- 5.3.10 模数转换器
- 5.4 MPC5604芯片
- 5.4.1 芯片简介
- 5.4.2 时钟模块
- 5.4.3 简化系统接口单元
- 5.4.4 中断管理模块
- 5.4.5 增强模块化I/O子程序
- 5.4.6 可编程中断定时器
- 5.4.7 模数转换模块
- 第6章 电磁车实例
- 6.1 智能汽车竞赛电磁组背景
- 6.2 电磁组传感器及路径检测设计参考方案
- 6.2.1 磁场检测方法
- 6.2.2 传感器模块设计
- 6.2.3 信号滤波
- 6.2.4 传感器的布局设计与调试
- 6.2.5 电路板的静电保护
- 6.3 车模整体控制策略
- 6.3.1 速度控制策略
- 6.3.2 转向控制策略
- 第7章 电磁节能车实例
- 7.1 智能汽车竞赛电磁节能组背景
- 7.2 硬件电路设计及车模的制作
- 7.2.1 节能组车模的制作
- 7.2.2 节能组硬件电路设计
- 7.2.3 实车实例
- 7.2.4 系统整体概述
- 7.3 车模整体控制策略
- 7.3.1 方向控制策略
- 7.3.2 速度控制策略
- 7.4 节能控制策略
- 7.5 软件系统设计
- 7.5.1 开发工具
- 7.5.2 PID控制算法
- 第8章 摄像头车实例
- 8.1 摄像头传感器简述
- 8.1.1 摄像头的选型
- 8.1.2 CCD摄像头的优势与缺陷
- 8.1.3 OV5116动态集成摄像头
- 8.2 整体方案设计
- 8.3 机械结构与调整
- 8.4 系统架构与硬件设计
- 8.4.1 模块划分及母板电路
- 8.4.2 CCD摄像头模块电路
- 8.4.3 硬件二值化电路
- 8.5 图像采集处理
- 8.5.1 图像采集
- 8.5.2 图像处理
- 8.6 控制策略
- 8.6.1 控制方案
- 8.6.2 驱动电动机PID控制
- 8.6.3 转向舵机控制
- 8.7 难点突破与系统改进
- 8.7.1 机械改进
- 8.7.2 转向控制的优化
- 8.7.3 车体的防护
- 8.8 摄像头单车参考代码
- 第9章 摄像头双车实例
- 9.1 摄像头双车设计思路
- 9.2 摄像头双车硬件设计
- 9.3 摄像头双车组的赛道识别
- 9.4 控制策略
- 9.4.1 超车策略
- 9.4.2 冲点处理
- 9.5 难点突破与系统改进
- 9.5.1 单车性能提升
- 9.5.2 超车过程优化
- 9.6 摄像头双车组参考代码
- 第10章 自平衡车实例（光电组）
- 10.1 自平衡组简介
- 10.2 直立行走控制原理
- 10.2.1 直立行走任务分解
- 10.2.2 车模直立控制
- 10.2.3 车模速度控制
- 10.2.4 车模方向控制
- 10.2.5 车模倾角测量
- 10.2.6 车模直立行走控制算法总框架
- 10.3 硬件电路及传感器安装
- 10.3.1 硬件电路整体概览
- 10.3.2 单片机最小系统MC9S12XS128MAL
- 10.3.3 陀螺仪与加速度计模块
- 10.3.4 电动机驱动模块
- 10.3.5 编码器及测速电路
- 10.3.6 线性CCD模块
- 10.3.7 辅助调试电路及电源设计
- 10.3.8 车模整体装配方案
- 10.4 软件算法设计参考
- 10.4.1 整体控制流程
- 10.4.2 MC9S12XS128MAL单片机资源分配
- 10.4.3 直立控制
- 10.4.4 速度控制
- 10.4.5 方向控制函数
- 10.4.6 电动机控制函数
- 本章小结
- 第11章 信标组实例
- 11.1 信标组背景及竞赛规则
- 11.2 整体方案设计
- 11.3 机械结构与调整
- 11.4 信标组摄像头传感器简述
- 11.5 图像信号采集处理
- 11.5.1 图像采集
- 11.5.2 图像噪点处理与信标位置的提取
- 11.6 整体控制策略
- 11.6.1 路径选择及优化
- 11.6.2 驱动电动机PID控制
- 11.6.3 转向舵机控制
- 附录 历届竞赛新规则概览
- 第十三届竞赛新规则概述
- 芯片变化
- 起跑线
- 赛道边界判定
- 赛道元素改动——坡道
- 赛道新元素——环岛
- 赛道新元素——颠簸路面
- 比赛分组与车模限制
- 第十届竞赛新规则概述
- 芯片变化
- 车辆运行方向变化
- 电磁组使用双车追逐形式
- 灯塔起步与停车
- 新赛道元素——直角转弯
- 新赛道元素——中心线
- 赛道元素改动——障碍
- 赛道元素改动——不对称坡道
- 参考文献
- 反侵权盗版声明
- 封底
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出版方
电子工业出版社
电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。
