智能小车设计指南第二版:新增摄像头与算法解析

需积分: 0 20 下载量 44 浏览量 更新于2024-07-19 1 收藏 3.8MB PDF 举报
"智能小车设计指导第二版是由河海大学计算机与信息学院(常州)学生科协编写的,旨在帮助读者理解和设计智能小车。该版本是对第一版的升级,增加了摄像头、激光管、电磁和算法等内容,同时对基础部分的芯片原理和电路设计进行了深入解释,还包含了简单的程序设计和仿真,以利于初学者入门。作者团队包括孙浩、顾丽萍、尹海峰、李永强和宋加才,由孙浩负责统稿。" 在智能小车设计中,关键知识点包括: 1. 摄像头技术:摄像头用于捕捉赛道图像,实现视觉导航。了解摄像头的工作原理,包括像素、分辨率、帧率等参数,以及如何处理图像数据,进行目标检测和跟踪。 2. 激光管应用:激光管可能用于距离测量,构建光栅系统,实现障碍物检测。需要理解激光测距的原理,如时间飞行法(Time-of-Flight)或三角测距法。 3. 电磁技术:电磁部分可能涉及电磁感应或电磁驱动,用于控制小车的运动或接收赛道信号。学习电磁场理论,掌握电磁元件如电磁阀、电磁铁或霍尔传感器的工作方式。 4. 算法设计:算法是智能小车的核心,包括路径规划、PID控制、目标检测等。熟悉基础的控制理论,如卡尔曼滤波、粒子滤波,以及深度学习模型在自动驾驶中的应用。 5. 芯片原理和电路设计:了解微控制器如单片机的工作原理,掌握数字电路和模拟电路设计,包括电源管理、信号调理、传感器接口等。 6. 程序设计与仿真:编程是实现小车智能化的关键,常用语言可能是C/C++或Python。学习基本的编程语法和调试技巧,以及如何使用IDE进行仿真测试。 7. Protel设计:学习使用电子设计自动化工具,如Altium Designer(前身为Protel),进行电路板布局和布线。 8. 电路焊接:实践技能包括电路板的组装和焊接,了解不同类型的焊接技术,如烙铁焊、SMT工艺等。 9. 自动控制算法设计:理解PID控制器、滑模控制等经典控制策略,以及现代控制理论如模糊逻辑和神经网络。 10. 团队协作:智能小车项目通常需要多学科的协同工作,学会有效地沟通和分工,理解每个成员的角色和任务。 11. 创新与探索:鼓励读者跳出已有的设计方案,勇于尝试新的技术和方法,培养创新思维。 12. 持续学习与毅力:强调智能小车设计是一个长期且复杂的过程,需要持之以恒的精神,不断学习和解决问题。 最后,书中提供了计信科协论坛和资料下载服务器作为交流平台,供读者提问、讨论和获取更多资源。作者鼓励读者在遇到困难时积极寻求帮助,同时欢迎对书籍内容提出反馈和建议。
2013-12-30 上传
非常详细的一个智能小车设计指导, 第一章 初识智能小车 ................................................................................................................................... 1 1.1 常见的两种类型 ............................................................................................................................... 1 1.2 智能小车的基本结构 ....................................................................................................................... 1 第二章 车体设计 ........................................................................................................................................... 3 2.1 小车的拆卸 ....................................................................................................................................... 3 2.2 舵机的安装 ....................................................................................................................................... 3 2.3 车体的整体布局 ............................................................................................................................... 4 第三章 硬件设计 ........................................................................................................................................... 5 3.1 电源模块设计 .................................................................................................................................. 5 3.1.1 智能车电源设计要点 ........................................................................................................... 5 3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 ............................................................................................ 5 3.2 单片机最小系统设计 ...................................................................................................................... 6 3.2.1 单片机最小系统简介 ........................................................................................................... 6 3.2.2 51 单片机最小系统设计 ....................................................................................................... 6 3.3 循迹模块设计 .................................................................................................................................. 9 3.3.1 红外光电管的工作原理 ....................................................................................................... 9 3.3.2 检测电路设计 ..................................................................................................................... 10 3.3.3 光电检测部分的发挥设计 ................................................................................................. 12 3.4 舵机转向模块设计 ........................................................................................................................ 12 3.4.1 舵机的工作原理 ................................................................................................................. 12 3.4.2 常见舵机简介及使用注意事项 ......................................................................................... 13 3.5 后轮电机驱动模块设计 ................................................................................................................ 14 3.5.1 H 桥驱动电路的工作原理 ................................................................................................... 14 3.5.2 常用H 桥集成电路芯片L298 ............................................................................................ 16 3.6 测速模块 ........................................................................................................................................ 17 第四章 程序设计 ......................................................................................................................................... 18 4.1 PWM 的相关知识 ........................................................................................................................... 18 4.1.1 PWM 简介以及实现 ............................................................................................................ 18 4.1.2 51 单片机产生PWM 波 ...................................................................................................... 19 4.2 舵机的控制 .................................................................................................................................... 21 4.3 后轮电机的控制 ............................................................................................................................ 22 4.4 程序总体的设计 ............................................................................................................................ 22 4.5 程序设计的发挥与拓展 ................................................................................................................ 23 第五章 测试与调试 ..................................................................................................................................... 24 5.1 测试与调试 .................................................................................................................................... 24 5.2 智能车的测试步骤 ........................................................................................................................ 24 第六章 车速的测量 ..................................................................................................................................... 26 6.1 车速测量的重要性 ........................................................................................................................ 26