系統設計

本系列叢書以全國大學生智能汽車競賽為背景，內容分四個部分：第一部分是基礎知識，主要介紹全國大學生智能汽車競賽的主要形式、競賽規範和賽場紀律、競賽流程；第二部分是硬件設計部分，主要介紹本競賽所需的電源電路設計、電機驅動電路設計、測速模塊設計、陀螺儀和加速度傳感器電路設計、輔助外設電路設計，以及PCB實體電路設計；第三部分是軟件設計部分，主要圍繞本競賽所使用的K60系列MCU的軟件設計進行講授，包括時鐘和中斷系統、端口與引腳控制、定時器、串行協議通信、A/D轉換模塊等的軟件設計，以及智能車系統軟件設計；第四部分是系統設計部分，按照本競賽分組類別，分別分為攝像頭車系統設計、平衡車（光電組）系統設計、電磁車系統設計、電軌車系統設計。

本系列叢書以大學生科技競賽課程化建設為目標，以電子信息類專業課程知識為基礎，同時涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術、汽車電子、電氣、計算機、機械與汽車等多學科專業知識，可作為各類大學生科技競賽、探索性實踐訓練指導書和教學的參考教材。

第一章 緒論

1．1 競賽組別

1．2 競賽規則

1．2．1 規則概述

1．2．2 競賽器材

1．2．3 競賽環境

1．2．4 競賽任務

1．3 競賽成績

第二章 攝像頭車系統設計

2．1 智能汽車競賽攝像頭組背景介紹

2．2 攝像頭概述

2．2．1 攝像頭基礎

2．2．2 圖像信號基礎

2．2．3 0V5116

2．2．4 0V7620

2．2．5 0V7725

2．2．6 攝像頭選取

2．3 硬件設計

2．3．1 硬件整體架構

2．3．2 電源管理

2．4 圖像採集處理

2．4．1 圖像採集

2．4．2 圖像處理

2．5 控制策略

2．5．1 控制方案概述

2．5．2 舵機轉向控制

2．5．3 電機速度控制

2．6 機械調整

第三章 平衡車系統設計

3．1 智能汽車競賽平衡車背景介紹

3．1．1 平衡車背景介紹

3．1．2 線性CCD傳感器介紹

3．2 直立行進控制原理

3．2．1 直立行進控制任務分解

3．2．2 車模平衡控制

3．2．3 車模角度和角速度測量

3．2．4 車模速度控制

3．2．5 車模方向控制

3．2．6 車模直立行進控制算法概述

3．3 硬件設計

3．3．1 硬件整體概述

3．3．2 電源管理

3．3．3 線性CCD模塊電路

3．4 線性CCD採集處理與路徑識別

3．4．1 線性CCD圖像採集

3．4．2 線性CCD圖像處理

3．4．3 線性CCD路徑識別

3．5 控制策略

3．5．1 控制方案概述

3．5．2 直立控制

3．5．3 速度控制

3．5．4 轉向控制

3．6 機械調整

第四章 電磁車系統設計

4．1 智能汽車競賽電磁組背景介紹

4．2 硬件設計

4．2．1 硬件整體架構

4．2．2 電源管理

4．2．3 LC諧振

4．2．4 信號放大

4．2．5 信號檢波

4．2．6 起跑線檢測

4．3 信號採集

4．3．1 磁場模型及磁場檢測

4．3．2 偏差計算

4．3．3 傳感佈局

4．3．4 採樣濾波

4．4 控制策略

4．4．1 控制方案概述

4．4．2 傳感數據處理

4．4．3 舵機轉向控制

4．4．4 電機速度控制

4．5 機械調整

第五章 電軌車系統設計

5．1 智能汽車競賽電軌組背景介紹

5．2 硬件設計

5．2．1 硬件整體架構

5．2．2 電源管理

5．2．3 金屬檢測電路設計

5．2．4 起跑線檢測

5．3 信號採集

5．3．1 偏差計算

5．3．2 傳感佈局

5．4 控制策略

5．4．1 控制方案概述

5．4．2 傳感數據處理

5．4．3 舵機轉向控制

5．4．4 電機速度控制

5．5 機械調整

第六章 雙車追逐系統設計

6．1 智能汽車競賽雙車追逐組背景介紹

6．2 硬件設計

6．2．1 硬件整體架構

6．2．2 電源管理

6．2．3 無線傳輸模塊設計

6．2．4 超聲波測距模塊設計

6．3 圖像採集處理

6．3．1 圖像校正

6．3．2 圖像提取

6．3．3 邊線提取

6．3．4 中線提取

6．3．5 路徑優化

6．4 控制策略

6．5 機械調整

第七章 信標越野組系統設計

7．1 智能汽車競賽信標越野組背景介紹

7．2 硬件設計

7．2．1 硬件整體架構

7．2．2 電源管理

7．3 圖像採集處理

7．3．1 圖像採集

7．3．2 圖像處理

7．4 控制策略

7．4．1 控制方案概述

7．4．2 舵機轉向控制

7．4．3 電機速度控制

7．5 機械調整

參考文獻