智能車制作——從元器件、機電系統、控制算法到完整的智能車設計 ( 簡體 字) |
| 作者：王盼寶、樊越驍、曹楠、單超群、朱葛峻、渠占廣、佟超、蕭英? | 類別：1. -> 電子工程 -> 創客 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 48286
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NT售價： 395 元 |
| 出版日：1/1/2018 |
| 頁數：341 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：  |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302482185 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：人類的經驗、知識、語言甚至心理賦予機器，我們稱為人工智能。與之類似，智能車的研究主要是希望通過計算機技術取代人，實現自動駕駛。本書所涉及智能車知識基于全國大學生智能車競賽，它要求小型車模能夠在規定的賽道上實現路徑識別、自主尋跡，并快速行駛。麻雀雖小，五臟俱全，雖然競賽智能車沒有現實生活中的無人駕駛技術那么復雜，但是也需要相應的傳感器、執行器、控制器以及硬件電路并進行控制算法的設計與調試等。一般需要數月才能較為系統地掌握上述知識，而能熟練應用并進行系統化調試以及創新往往需要更長時間。因此，該項賽事為大學生將理論知識轉化為實踐技術提供了良好的平臺。同時，智能車競賽組委會每年都會對競賽規則、賽道元素等進行非常用心的調整，競賽的新穎性與公平性得到了保證，因此每年都會吸引大量相關學科背景的學生積極參與。而出版本書的主要目的就是能夠為這些參賽隊員提供參考和指導。
國內的智能車競賽是在韓國智能車大賽基礎上發展而來的，并于2006年舉辦了第一屆全國大學生智能車邀請賽。筆者有幸于2007年參與了第二屆賽事，那時參賽規模較小，手中可供參考的資料也很少。基于共享資料與交流的目的，筆者于2007年創辦了智能車制作網站，為參賽同學提供了一個線上交流平臺。時光匆匆，一晃十年已經過去，智能車制作網站積累了大量智能車競賽的技術、經驗分享以及賽事影像等資料。更寶貴的是，筆者通過網站認識了眾多志同道合的朋友，也因此持續關注智能車賽事。在這個過程中，筆者也從當年的參賽學生變成學長，再到博士畢業，如今作為指導老師開始指導學生參賽。
值得一提的是，每年的比賽過程中，智能車制作網站都會涌現出一批熱心回答網友問題并樂于分享的會員，他們熱衷于智能車競賽和相關技術，并積極參與論壇的管理工作。所形成的論壇管理團隊不僅規范論壇運行，還會針對智能車中的熱點問題展開激烈討論，當然過程中也少不了調侃與嘻哈。除了網上聊天，我們還經常利用智能車競賽尋找線下聚會的可能。前不久，一個偶然的機會讓我們產生了寫書的想法，這次幾個老友又一次一拍即合，雖然大家都已工作，但是仍然紛紛表示會抽出時間完成這件富有情懷的事情，書名也因此確定為《智能車制作》。
本書的作者不僅都來自智能車制作網站管理團隊，他們還是當年叱?智能車賽場的佼佼者，工作后的他們繼續從事所熱愛的技術工程行業，有的積累了豐富的硬件經驗，有的成為了優秀的嵌入式開發者，有的在高校指導學生參賽屢獲殊榮。本書的具體編寫情況為： 第1章由樊越驍完成，他就是當年的論壇名人鳳姐，在硬件設計、開關電源方面極富工程經驗，現任職于江蘇某科技公司； 第2章由佟超完成，他是北京科技大學智能車領隊之一，硬件功底深厚，常年活躍在論壇幫助大家解決問題； 第3章由單超群完成，他是最早加入智能車論壇管理團隊的成員之一，現任職于深圳某科技公司，在程序設計開發方面積累了豐富經驗； 第4章由王盼寶完成，目前為哈爾濱工業大學智能車俱樂部的指導老師； 第5章由朱葛峻完成，他畢業于中南大學，曾是學校智能車協會副會長，現就職于國核電力規劃設計研究院有限公司； 第6章由曹楠完成，他歷任第七屆至第九屆南京師范大學平衡團隊隊員及領隊，現任職于恩智浦半導體； 第7章由樊越驍和渠占廣共同完成，渠占廣畢業于廈門大學，現任職于華為公司，曾獲智能車競賽國家一等獎； 第8章由蕭英?完成，他是太原理工大學晉豹智能車隊的指導老師，帶領學生屢獲智能車相關國家獎項。在此，也非常感謝清華大學卓晴老師以及組委會馬莉老師在此書出版過程中給予的大力支持和幫助。
編者
2017年6月 |
內容簡介：本書嘗試全方位、多角度地介紹智能車制作方面的知識。本書編寫成員來自智能車論壇管理團隊，他們都親自參加過智能車競賽并對每年的新賽事持續關注，所負責章節皆是各自擅長的部分。本書首先深入淺出地介紹了組成智能車的硬件元素，例如基本電氣元件、電源、控制器和傳感器等，然后介紹了智能車制作所需的嵌入式C語言編程知識。當讀者掌握了智能車基本的軟硬件知識后，本書從智能車電機驅動與調速技術、自動巡線技術和兩輪直立技術三個重要方面展開，介紹實現智能車基本功能的知識和經驗。作為進階內容，從提高整車性能和調試效率的目的出發，本書進一步介紹了與智能車相關的PCB設計、機械調校和軟件調試等內容。最后在附錄中將智能車論壇中出現的常見技術問題進行了總結。各章內容不僅涉及智能車相關知識，還凝聚了作者們的參賽經驗、點滴體會以及科研工作和團隊管理過程中的認識，不僅有助于智能車新手入門，也適合作為智能車制作過程中的進階用書。同時，也可作為對輪式機器人和無人駕駛技術感興趣的愛好者和創客的參考用書。 |
目錄：推薦序（一）Ⅰ
推薦序（二）Ⅲ
前言Ⅴ
第1章電子元件與電源
1．1概述
1．1．1電子元件不是紙上的一個符號
1．1．2知其然知其所以然
1．1．3選擇元器件型號
1．1．4從數據手冊中篩選重要信息
1．2電子元件基礎知識
1．2．1常用電子元件介紹
1．2．2MOSFET
1．2．3運算放大器
1．2．4芯片封裝的選擇
1．3電源基礎知識
1．3．1電池與充電器
1．3．2線性電源基礎知識
1．3．3開關電源原理與設計
1．3．4反饋環路
1．4其他
1．4．1浮地驅動
1．4．2邏輯電平的兼容性
1．4．3導線與接線端子
1．4．4如何和線路板廠家打交道
第2章控制器與傳感器
2．1智能車中的控制器
2．1．1認識控制器
2．1．2控制器的輸入特性
2．1．3控制器的輸出特性
2．1．4單片機最小系統的制作
2．2智能車常用傳感器
2．2．1什么是傳感器
2．2．2轉速傳感器
2．2．3光電傳感器
2．2．4線性CCD
2．2．5攝像頭
2．2．6電磁傳感器
2．2．7電軌傳感器
2．2．8金屬傳感器
2．2．9超聲波傳感器
2．2．10磁場傳感器
2．3智能車常用模塊
2．3．1串口數傳模塊
2．3．2NRF24L01模塊
2．3．3WiFi
2．3．4遙控按鍵
2．4智能車外部存儲系統
2．4．1SD卡
2．4．2外掛字庫
第3章嵌入式C語言的應用
3．1嵌入式概述
3．1．1認識嵌入式系統
3．1．2編程語言
3．2嵌入式C語言基礎
3．2．1數據類型、運算符、語句及表達式
3．2．2結構體與共用體
3．2．3條件與循環語句
3．2．4函數與指針
3．3算法
3．4性能優化
3．4．1數據類型與算法優化
3．4．2減小運算強度
3．4．3優化編譯
3．4．4內嵌匯編
3．4．5合適的函數聲明
3．4．6充分利用硬件特性
3．5做一名合格的程序員
3．5．1代碼注釋
3．5．2頭文件
3．5．3函數
3．5．4良好的編程習慣
3．5．5勤于寫文檔
3．6C語言編程常見問題
第4章智能車電機控制系統設計
4．1智能車機電傳動部分介紹
4．1．1機電傳動部分組成概述
4．1．2車模中直流電動機介紹
4．2電機驅動電路原理與分析
4．2．1電機驅動電路的構成方式
4．2．2PWM技術及其調制方法
4．2．3電機驅動電路運行模態分析
4．3電機驅動電路設計方案
4．3．1入門級電機驅動電路方案
4．3．2中級電機驅動電路方案
4．3．3高級電機驅動電路方案
4．3．4電機驅動電路的幾點總結與討論
4．4電機轉速測量方法
4．4．1智能車常用測速方案
4．4．2轉速、轉向測量與計算方法
4．5智能車速度控制策略
4．5．1電機轉速開環控制方法
4．5．2電機轉速閉環控制方法
4．5．3閉環調速系統仿真驗證與分析
4．5．4智能車電機控制系統設計流程
第5章智能車巡線技術
5．1比賽用四輪車建模
5．1．1他勵直流電機建模
5．1．2四輪車轉向建模
5．1．3控制實例：光伏并網逆變系統
5．2巡線識別
5．2．1引導信息
5．2．2輪廓提取
5．2．3原始圖像獲取
5．3巡線技術涉及的實用方法
5．3．1內存分配
5．3．2逆透視變換
5．3．3最小二乘法及其應用
5．3．4巡線實例
5．4控制器程序設計
5．4．1控制器程序面對的主要問題
5．4．2需要考慮的一些細節
5．4．3一些沒有提及的事情
第6章智能車直立技術
6．1平衡車基本知識
6．1．1控制系統硬件設計要點
6．1．2控制系統軟件設計要點
6．1．3傳感器系統設計
6．1．4平衡車的姿態
6．1．5陀螺儀傳感器誤差模型
6．1．6加速度計傳感器誤差模型
6．1．7陀螺儀、加速度計傳感器的數據處理
6．2平衡車的姿態解算
6．2．1互補濾波的姿態解算
6．2．2卡爾曼濾波器基本方法和姿態解算
6．2．3卡爾曼濾波姿態解算實驗
6．3姿態控制的實現
6．4平衡車速度控制
6．4．1速度控制主導運動狀態階段
6．4．2姿態控制主導運動狀態階段
6．4．3速度控制實現
6．5平衡車方向控制
6．6平衡車機械簡要分析
6．6．1機械結構分析
6．6．2傳感器的安裝
6．7平衡車的制作流程
6．7．1平衡車制作初級階段
6．7．2平衡車制作進階
6．8最后再說點什么
第7章PCB設計實例
7．1PCB設計工具概述
7．2原理圖庫繪制
7．3原理圖繪制
7．4封裝庫繪制
7．5線路板布局布線
7．6線路板打樣與BOM整理
7．7焊接與調試
7．8繪制PCB時的注意事項
7．8．1PCB的設計流程思考
7．8．2大功率電路PCB設計
7．8．3信號檢測電路設計
第8章智能車機械調校與設計
8．1智能車車模簡介
8．1．1車模類型
8．1．2智能車競賽對車模的規定
8．2四輪車機械調校
8．2．1虛位處理
8．2．2輪胎處理
8．2．3差速處理
8．2．4底盤處理
8．2．5防撞結構
8．2．6關于新C車模
8．3自平衡車模的機械調校
8．3．1車模簡介
8．3．2自平衡車模的機械調校
8．3．3球車和自行車
8．4節能車的機械設計和調校
8．4．1車模方案的選擇
8．4．2電機方案的選擇
8．4．3輪胎方案選擇
8．4．4傳動部分方案選擇
8．5小結
附錄A智能車車模總結
附錄B智能車設計中的常見問題
參考文獻
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