智能汽车是当今车辆工程领域的研究前沿,它体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合,是未来汽车发展的趋势。全国大学生智能汽车竞赛对高校学生而言是一次难得的机遇和挑战。智能汽车竞赛涉及的知识较为宽泛,为了设计出性能优越的智能赛车,需要在赛车的设计开发过程中参考许多有价值的文献资料,不断学习,不断创新。
智能汽车竞赛考验参赛选手的综合能力,包括传感器的应用、电动机的应用、电路设计、自动控制原理、系统调试、机械结构设计等,将这些知识合理运用到智能汽车上是对选手的巨大挑战。对于竞赛选手来说,临场发挥对比赛成绩的好坏至关重要,及时制定并调整策略才能发挥智能汽车的最优性能。
竞赛指定控制芯片为恩智浦系列芯片,恩智浦公司是嵌入式控制领域的全球带头人,是主要技术创新者,其旗下飞思卡尔开发了首个基于Flash存储的微控制器(MCU)。
1.16位微控制器
恩智浦S12微控制器和S12X微控制器可以为汽车和工业应用提供高性能的16位控制功能。S12X微控制器具有创新的XGATE模块,无须CPU干预即可处理中断事件。这让S12X微控制器具备了通常在32位微控制器上才有的高性能处理能力。16位产品组合也包括一系列的数字信号控制器(DSC),DSC将微控制器功能与DSP性能合二为一,它们特别适合先进的电动机控制应用。
2.ColdFire微控制器
32位ColdFire微控制器系统架构不同于业内其他任何产品。这个丰富的MCU产品组合以工业应用为核心,具有优异的性能和外围设备选件,包括市场上超低功耗、段式和图形LCD、USB、以太网。凭借庞大的开发工具和设计资源生态系统的有力支持,ColdFire微控制器广泛应用于消费品和工业应用领域。
3.Kinetis ARM ® 微控制器
32位Kinetis MCU是业界最具扩展能力的ARM ® Cortex™-M4 MCU的出色代表。该产品组合前期推出的产品包括5个系列 200 多款引脚、外设和软件都兼容的MCU,具有出色的性能、内存和功能扩展能力。由于采用了创新的90nm薄膜存储器(TFS)闪存技术,并带有独特的FlexMemory(可配置嵌入式E2PROM),Kinetis包含最新的低功耗创新技术和高性能、高精度的混合信号功能。Kinetis MCU还得到恩智浦和ARM第三方生态系统合作伙伴的领先市场的工具包的支持。
1.实用性强
本书以实用性为原则,根据前几届参赛选手的亲身经历,通过“第一视角”向读者展示智能汽车制作与调试的精髓。
2.内容全面、系统、深入
本书涵盖了智能汽车制作的各方面知识点,向读者展示了一个完整的体系,特别对技术盲点进行了深入的解析,有利于读者继续研究和学习。
3.源代码丰富
编著者从事智能汽车研究多年,先后参加过第五届、第六届、第七届、第八届、第十二届“恩智浦”杯智能汽车竞赛,多次获得省级奖、赛区奖和国家奖,本书收录了编者长期制作与调试的经验,向读者完全开放源代码,讲解精华程序,给读者呈现最具体、最实用的资料。
全书分为11章,第1章介绍全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛概况与竞赛规则;第2~4章分别从硬件设计、软件设计及机械结构设计给出智能汽车整体设计的框架;第5章对控制芯片的使用进行了详细描述,着重讲解了智能汽车竞赛需要用到的各模块,由于竞赛规定每个学校参赛队伍不得采用同一种型号的控制芯片,因此挑选4种适用于智能汽车竞赛的恩智浦系列芯片——MC9S12XS128、MCF52259、Kinetis K60及MPC5604进行相应讲解;第6~11章根据编著者自身的参赛经历,将完整的智能汽车的实例制作过程收录在内,涵盖了电磁、节能、摄像头、光电及自平衡、信标等组别。
√智能汽车制作初学者
√想进行技术提升的智能汽车参赛队员
√嵌入式开发人员
√自动控制领域研究人员
√本科院校学生及研究生
√科技爱好者
本书作者
本书由隋金雪、杨莉、张岩编著,参加编写的人员还有山东工商学院深蓝工作室(山东工商学院机器人协会)等。
鉴于作者水平有限,书中难免存在不足和错误之处,恳望读者提出宝贵建议和意见,以便再版时改进。
编著者
2018年4月