智能車競賽公平公正、觀賞性強、技術含量十足。小車的制作和調試是集樂趣和辛苦於一體的，在興趣引導下實踐了理論知識、在探索與交流中產生了創新。 ——王盼寶（第二屆智能汽車競賽參賽者） 設計智能車硬件電路*常犯的毛病就是“想當然”，等到*後出了問題纔恍然大悟。經驗固然重要，但是要建立在扎實的基本功基礎上。 ——樊越驍（第五屆智能汽車競賽參賽者） 追逐智能車“速度”的日子是大學裡*為難忘的時光，不僅收獲了知識和技能，*沉澱出面對挑戰時的自信與勇氣。謹以此書，紀念這段“極速”的青春，感謝曾經並肩的隊友們。 ——曹 楠（第七屆智能汽車競賽參賽者） 年輕是我們*大的資本，奮鬥是我們永恆的追求。經歷過纔有成長，奮鬥過纔有價值。不管賽後是否留有遺憾，我們都曾用十足的努力來講述那段青春的故事。 ——單超群（第五屆智能汽車競賽參賽者） 這是*美好的時光，擁有*美好的自由、專注、自覺與不懈努力，真誠地去實現自己熱愛的目標。願閱讀此書的你，有幸運相伴。 ——朱葛峻（第九屆智能汽車競賽參賽者） 2011年我開始登錄智能車論壇，經歷了從新手到元老再到灌水大神的過程。我對智能車有著難以割舍的感情，如今我們幾位棲身各業的“智能車人”重聚，編寫這本書，希望朋友們能從中得到收獲。 ——渠占廣（第七屆智能汽車競賽參賽者） **有幸在大學一年級就加入了北京科技大學智能汽車團隊。團隊不僅拿到了十幾個**獎杯，*重要的是得到了工程實踐機會，培養他們成為業內有競爭力的工程師。 ——佟 超（第五屆智能汽車競賽參賽者） 參加過智能車賽的人對它有一種迷戀，智能車的圈子沒有急功近利的錦標主義，隻有志同道合的酣暢淋漓，這是對技術的鍛煉，*是對人格的塑造，而後者令我受益終身！ ——蕭英喆（第二屆智能汽車競賽參賽者）

王盼寶主編的《智能車制作(從元器件機電繫統 控制算法到完整的智能車設計)》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 並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，然後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後， 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 後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，不僅有助於智能車新手入門，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。

無

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 *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 控制繫統硬件設計要點
6.1.2 控制繫統軟件設計要點
6.1.3 傳感器繫統設計
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**運動狀態階段
6.4.2 姿態控制**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 *後再說點什麼
第7章 PCB設計實例
7.1 PCB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
7.8.1 PCB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3章嵌入式C語言的應用 3．1嵌入式概述 如何讓小車在競賽中聰慧過人並發揮出異於“常車”的超能力，如何讓小車在競賽中極速飛馳、不走尋常路，這一切都將寄托於軟件的設計。
史蒂夫·喬布斯曾說： “如果說硬件是我們產品的大腦和肌肉，軟件就是產品的靈魂”。在智能車競賽中，軟件控制部分占了較大的比重。如果沒有良好的軟件支持，再好的硬件平臺也僅僅是一堆靠電子元件堆積的板卡而已，不能發揮出它的*大作用。在智能車繫統中，傳感器相當於眼睛、耳朵來獲取外界的信息，輪子則是四肢，驅動器部分相當於車子的肌肉，而控制器則相當於車子的大腦，軟件則是在控制器“大腦”中運行的思想和靈魂！智能車的“智商”和“習性”均須由軟件來體現。
嵌入式繫統屬於一種特殊的專用計算機繫統，是裝置或者設備的一部分。IEEE(美國電氣和電子工程師協會)對嵌入式繫統的定義是“Devices Used to Control，Monitor or Assist the Operation of Equipment，Machinery or Plants”，即“用來作為控制、監視或者輔助操作機器或者設備的裝置”。
嵌入式繫統的風靡歸功於半導體集成電路的高速發展。20世紀70年代，集成電路技術發展出了微處理器，也就是智能內核，它有兩個重要的功能，一是運算處理能力，二是自動控制功能，前者促進了計算機的飛速發展，後者使微型控制器走進人們的生活，如圖3．1所示，信息時代的生活離不開嵌入式的支撐。
嵌入式計算機繫統以應用為中心，以計算機技術為基礎，而且在軟件、硬件方面均可根據實際需要進行裁剪，適用於應用控制繫統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機繫統。它一般由嵌入式微型處理器、外圍配套硬件器件、嵌入式操作繫統以及用戶的應用程序四大部分組成。我們使用的單片機就是一個*典型的嵌入式繫統。
3．1．1認識嵌入式繫統 嵌入式繫統與一般PC繫統有著一定的區別，它包括兩大部分： 硬件和軟件。如圖3．2所示，硬件包括處理器、存儲器、外設器件、I/O設備。軟件部分包括操作繫統、應用程序等，操作繫統主要負責與硬件設備的交互，應用程序則完成該繫統的功能。
圖3．1嵌入式繫統的應用 圖3．2嵌入式繫統構成 嵌入式繫統的核心部件是嵌入式處理器，嵌入式處理器與普通PC處理器相比有以下特點： (1) 能完成實時多並發任務，能在較短時間內響應中斷信號； (2) 具有可擴展的結構，能增設其他器件設備滿足不同的應用場景； (3) 功耗較低，一般嵌入式處理器對功耗有著較好的控制能力。
嵌入式操作繫統軟件也是一種計算機繫統軟件，但它與普通的計算機操作繫統有一定的區別，如： (1) 嵌入式操作繫統一般與具體應用結合在一起，有著較強的針對性； (2) 嵌入式操作繫統通常使用面向特定的應用場景的嵌入式處理器，體積較小，功耗相對較低，集成度比較高； (3) 嵌入式操作繫統本身不具備開發能力，通常由一套獨立的開發工具和環境纔能完成對繫統功能的開發。
嵌入式軟件的開發從各方面來講都有別於通用計算機軟件，由於嵌入式操作繫統相對於通用計算機操作繫統來說，資源獨特而且有限，即使在通用計算機中顯得較為簡單的程序，在嵌入式操作繫統中或許也無法正常啟動。
3．1．2編程語言 生活中通過使用約定格式和詞彙的“語言”來與他人溝通交流，讓彼此了解對方的意圖，這種“語言”有很多種，包括漢語、俄語、英語等，雖然語言之間有著極大的差別，但大多都可以實現相同的目的。編程語言也有著特定的格式和詞彙，我們必須遵循它的規則纔能控制計算機。
編程語言也有多種，如表3.1所示，自20世紀50年代以來，編程語言逐漸豐富，種類也日漸繁多。常見的有C語言、C++、C#、Java、PHP、Python、Lua等，每種語言都有各自的特點。計算機每執行一個動作都是依照程序的指定來完成的，程序是計算機需要執行的指令集合，它全部都是由編程語言來編寫的，所以人們要控制計算機完成某種動作，一定要通特定的語言向計算機發出命令。
表3.1編程語言的發展史 編程語言發展史 1950sFORTRAN/IPL/COMTRAN/FLOWMATIC/LISP/ALGOL 58/FACT/COBOL/RPG 1960sAPL/Simula/SNOBOL/CPL/PLI/BASIC/JOSS/BCPL/Logo/B 1970sC/Pascal/Forth/Smalltalk/Prolog/ML/Scheme/SQL 1980sC++/Ada/Common Lisp/MATLAB/Eiffel/ObjectiveC/Perl/Tcl/FL 1990sPython/VB/Ruby/Lua/CLOS/Java/Delphi/JavaScript/PHP/WebDNA/D 2000sActionScript/C#/VB.NET/F#/Groovy/Scala/Clojure/GO/Dart 計算機語言總的來說可以分為機器語言、彙編語言、**語言三大類。彙編語言的實質和機器語言是一致的，都是可以直接操作硬件設備，隻不過指令采用了人們*好理解的英文字符來替代，從而*容易識別和記憶。彙編語言通常由指令、偽指令、宏指令組成，一般一條指令隻能完成某種特定的較小的操作，例如轉移、跳轉、累加等，因此彙編語言寫出來的程序一般都比較復雜、難以理解、容易出錯。**語言是大多數編程工作者常使用的，相比於彙編以及機器語言，它*接近人的日常語言，從而使編程人員*易於開發，同時也有著較高可讀性。但**語言所編制的程序不能直接被計算機繫統識別，必須通過轉換後纔能夠執行。
3．2嵌入式C語言基礎 嵌入式C語言就是針對嵌入式繫統開發的C語言，它與標準C語言並沒有太大的區別，主要是嵌入式開發者的關注重點在於效率及內存使用等。嵌入式繫統一般需要完成一定復雜度的運算，但又要求較高的實時性，彙編語言雖可滿足較高的執行效率，但由於其復雜的指令難以在較復雜的嵌入式繫統中得以應用。
C語言的特點是可以使編程人員盡可能少地對硬件進行操作，具有很強的功能性、結構性和可移植性，如圖3．3所示，由於C語言簡潔、緊湊，使用起來靈活、方便，擁有相對豐富的運算符和數據類型，擁有著和彙編語言類似的物理地址訪問和位操作，能實現部分彙編語言的功能，因此C語言既有**語言的功能，又保留了部分彙編語言的優勢，對於編寫嵌入式繫統相關的應用具有明顯的優勢。由於C語言得天獨厚的特性，從而使其在嵌入式繫統開發中得到了廣泛的使用。
C語言是一種弱類型的語言，在C語言裡面不能定義“類”，不能把需要使用的成員都放進一個“類”裡面，但可以基於結構體和聯合體，且函數調用必須指定被調用函數的參數類型。其API都是力圖精簡，從而避免了復雜而冗雜的框架。C語言力圖構造一個簡潔、通俗的類型繫統，從而使開發人員在使用過程中不需要顧及依賴關繫。