本系列叢書以全國大學(xué)生智能汽車競賽為背景，內(nèi)容分四個部分：第一部分是基礎(chǔ)知識，主要介紹全國大學(xué)生智能汽車競賽的主要形式、競賽規(guī)范和賽場紀律、競賽流程；第二部分是硬件設(shè)計部分，主要介紹本競賽所需的電源電路設(shè)計、電機驅(qū)動電路設(shè)計、測速模塊設(shè)計、陀螺儀和加速度傳感器電路設(shè)計、輔助外設(shè)電路設(shè)計，以及PCB實體電路設(shè)計；第三部分是軟件設(shè)計部分，主要圍繞本競賽所使用的K60系列MCU的軟件設(shè)計進行講授，包括時鐘和中斷系統(tǒng)、端口與引腳控制、定時器、串行協(xié)議通信、A/D轉(zhuǎn)換模塊等的軟件設(shè)計，以及智能車系統(tǒng)軟件設(shè)計；第四部分是系統(tǒng)設(shè)計部分，按照本競賽分組類別，分別分為攝像頭車系統(tǒng)設(shè)計、平衡車（光電組）系統(tǒng)設(shè)計、電磁車系統(tǒng)設(shè)計、電軌車系統(tǒng)設(shè)計。
　　本系列叢書以大學(xué)生科技競賽課程化建設(shè)為目標，以電子信息類專業(yè)課程知識為基礎(chǔ)，同時涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術(shù)、汽車電子、電氣、計算機、機械與汽車等多學(xué)科專業(yè)知識，可作為各類大學(xué)生科技競賽、探索性實踐訓(xùn)練指導(dǎo)書和教學(xué)的參考教材。

　　全國大學(xué)生智能汽車競賽是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學(xué)生的一種具有探索性的工程實踐活動，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。全國大學(xué)生智能汽車競賽組織運行模式貫徹“政府倡導(dǎo)、專家主辦、學(xué)生主體、社會參與”的16字方針，充分調(diào)動各方面參與的積極性。
　　本競賽以“立足培養(yǎng)、重在參與、鼓勵探索、追求卓越”為指導(dǎo)思想，旨在提高高等學(xué)校素質(zhì)教育水平，培養(yǎng)大學(xué)生對知識的綜合運用能力、基本工程實踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo)理論聯(lián)系實際、求真務(wù)實的學(xué)風(fēng)和團隊協(xié)作的人文精神，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。
　　本競賽以競速賽為基本競賽形式，輔助以創(chuàng)意賽和技術(shù)方案賽等多種形式。競速賽要求參賽隊伍以統(tǒng)一規(guī)范的標準軟硬件為技術(shù)平臺，制作一部能夠自主識別道路的汽車模型，汽車模型按照規(guī)定路線行進，并符合預(yù)先公布的其他規(guī)則，以完成時間最短者為優(yōu)勝。創(chuàng)意賽是在統(tǒng)一限定的基礎(chǔ)平臺上，充分發(fā)揮參賽隊伍想象力，以創(chuàng)意任務(wù)為目標，完成競賽作品。競賽成績由專家組和現(xiàn)場觀眾綜合評定。技術(shù)方案賽是以學(xué)術(shù)為基準，通過現(xiàn)場方案交流、專家質(zhì)疑評判以及現(xiàn)場參賽隊員和專家投票等形式，評選出參賽隊伍中優(yōu)秀的技術(shù)方案，其目標是提高參賽隊員的創(chuàng)新能力，鼓勵隊員之間相互學(xué)習(xí)交流。
　　本競賽過程包括理論設(shè)計、實際制作、整車調(diào)試、現(xiàn)場比賽等環(huán)節(jié)，要求學(xué)生組成團隊并協(xié)同工作，初步體會一個工程性的研究開發(fā)項目從設(shè)計到實現(xiàn)的全過程。本競賽融科學(xué)性、趣味性和觀賞性為一體，是以迅猛發(fā)展、前景廣闊的智能汽車為背景，涵蓋自動控制、模式識別、傳感技術(shù)、汽車電子、電氣、計算機、機械、能源等多學(xué)科專業(yè)的創(chuàng)意性比賽。本競賽規(guī)則透明，評價標準客觀，堅持公開、公平、公正的原則。本競賽正向著健康、普及、持續(xù)的方向發(fā)展。
　　編者在多年指導(dǎo)智能汽車競賽的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生對知識的認識規(guī)律，精心對教學(xué)內(nèi)容進行篩選，并組織富有經(jīng)驗的指導(dǎo)教師和參賽獲獎學(xué)生共同編寫了全國大學(xué)生智能汽車競賽指導(dǎo)系列叢書，本書為系列叢書的第四本——系統(tǒng)設(shè)計。本書共分為七章：第一章介紹競賽組別、競賽規(guī)則和競賽成績；第二章介紹攝像頭車系統(tǒng)設(shè)計；第三章介紹平衡車系統(tǒng)設(shè)計；第四章介紹電磁車系統(tǒng)設(shè)計；第五章介紹電軌車系統(tǒng)設(shè)計；第六章介紹雙車追逐系統(tǒng)設(shè)計；第七章介紹信標越野組系統(tǒng)設(shè)計。
　　本書在介紹不同車型系統(tǒng)設(shè)計的同時，也對每個模塊的原理進行解析，讓讀者在了解原理的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)的角度對車模進行設(shè)計，從而學(xué)到更深、更廣、更多的知識。這樣，參賽隊員不僅僅是為了獲獎而參加比賽，更是為了學(xué)習(xí)而參加比賽。
　　感謝電子科技大學(xué)教務(wù)處和自動化工程學(xué)院對本叢書的大力支持，感謝學(xué)校智能汽車隊全體隊員提供的寶貴資料及對本叢書提出的寶貴建議。
　　鑒于作者水平有限，書中難免存在不足和錯誤之處，懇請讀者提出寶貴的意見和建議，以便再版時改進。

第一章 緒論
1．1 競賽組別
1．2 競賽規(guī)則
1．2．1 規(guī)則概述
1．2．2 競賽器材
1．2．3 競賽環(huán)境
1．2．4 競賽任務(wù)
1．3 競賽成績

第二章 攝像頭車系統(tǒng)設(shè)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(chǔ)
2．2．2 圖像信號基礎(chǔ)
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(shè)計
2．3．1 硬件整體架構(gòu)
2．3．2 電源管理
2．4 圖像采集處理
2．4．1 圖像采集
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(zhuǎn)向控制
2．5．3 電機速度控制
2．6 機械調(diào)整

第三章 平衡車系統(tǒng)設(shè)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(wù)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(shè)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采集處理與路徑識別
3．4．1 線性CCD圖像采集
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(zhuǎn)向控制
3．6 機械調(diào)整

第四章 電磁車系統(tǒng)設(shè)計
4．1 智能汽車競賽電磁組背景介紹
4．2 硬件設(shè)計
4．2．1 硬件整體架構(gòu)
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 信號采集
4．3．1 磁場模型及磁場檢測
4．3．2 偏差計算
4．3．3 傳感布局
4．3．4 采樣濾波
4．4 控制策略
4．4．1 控制方案概述
4．4．2 傳感數(shù)據(jù)處理
4．4．3 舵機轉(zhuǎn)向控制
4．4．4 電機速度控制
4．5 機械調(diào)整

第五章 電軌車系統(tǒng)設(shè)計
5．1 智能汽車競賽電軌組背景介紹
5．2 硬件設(shè)計
5．2．1 硬件整體架構(gòu)
5．2．2 電源管理
5．2．3 金屬檢測電路設(shè)計
5．2．4 起跑線檢測
5．3 信號采集
5．3．1 偏差計算
5．3．2 傳感布局
5．4 控制策略
5．4．1 控制方案概述
5．4．2 傳感數(shù)據(jù)處理
5．4．3 舵機轉(zhuǎn)向控制
5．4．4 電機速度控制
5．5 機械調(diào)整

第六章 雙車追逐系統(tǒng)設(shè)計
6．1 智能汽車競賽雙車追逐組背景介紹
6．2 硬件設(shè)計
6．2．1 硬件整體架構(gòu)
6．2．2 電源管理
6．2．3 無線傳輸模塊設(shè)計
6．2．4 超聲波測距模塊設(shè)計
6．3 圖像采集處理
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(yōu)化
6．4 控制策略
6．5 機械調(diào)整

第七章 信標越野組系統(tǒng)設(shè)計
7．1 智能汽車競賽信標越野組背景介紹
7．2 硬件設(shè)計
7．2．1 硬件整體架構(gòu)
7．2．2 電源管理
7．3 圖像采集處理
7．3．1 圖像采集
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(zhuǎn)向控制
7．4．3 電機速度控制
7．5 機械調(diào)整
參考文獻