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| 編輯推薦： |
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本书适应21世纪传感、测控、无人、人工智能等技术发展的需要，详细讨论了陆上及低空无人系统的设计方法与制作技巧，即以编者团队近年指导学生参加全国教育机器人大赛、恩智浦（原飞思卡尔）杯全国大学生智能车竞赛等的获奖作品为核心，从总体方案设计、硬件设计、软件设计、软硬件调试技巧等几个方面详细介绍微小型无人系统的设计制作方法。
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| 內容簡介： |
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本书适应21世纪传感、测控、无人、人工智能等技术发展的需要，详细讨论了陆上及低空无人系统的设计方法与制作技巧，即以编者团队近年指导学生参加全国教育机器人大赛、恩智浦（原飞思卡尔）杯全国大学生智能车竞赛等的获奖作品为核心，从总体方案设计、硬件设计、软件设计、软硬件调试技巧等几个方面详细介绍微小型无人系统的设计制作方法。本书思路清晰、案例具体、可操作性强，特别适合95后机器人、无人机等爱好者作为入门实践教程，高等院校机械电子、自动化、测控技术与仪器等专业相关课程的教材，以及大学生智能车竞赛和电子设计竞赛基础培训教学用书。
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| 關於作者： |
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张金，陆军炮兵防空兵学院教授，自2005年开始，一直组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生教育机器人大赛，获全国特等奖3项、一等奖4张金项、二等奖5项、安徽赛区一等奖3项。
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| 目錄：
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第1章概述
11基本概念
12组成分类
13微小型无人系统的发展对技术的挑战
14微小型无人系统的关键技术
第2章Arduino智能搬运小车的设计与制作
21总体设计方案
211智能搬运小车的结构
212智能搬运小车的功能
22硬件设计
221伺服电动机
222QTI传感器
223超声波传感器
224颜色传感器
23软件设计
231软件总体设计
232QTI传感器的寻线算法
233超声波定位算法
234白平衡和颜色识别算法
235搬运过程
24设计心得
第3章Arduino虚拟现实感知小车的设计与制作
31总体方案设计
311系统的组成
312系统组成模块
313系统结构图
32硬件设计
321控制系统
322动力系统
323底盘系统
33软件设计
第4章声音导引系统的设计与制作
41设计任务
42设计要求
421基本要求
422补充说明
43方案比较与论证
431需求分析
432系统设计方案
433声源定位方案的选择
44理论分析与计算
441测量原理
442系统计算模型
443误差信号的产生
444误差的计算
45声音导引系统的硬件设计
451总体设计
452无线收发电路的设计
453电机驱动及控制电路的设计
454音频产生和接收电路的设计
455语音指示电路的设计
456控制电路的设计
46声音导引系统的软件设计
461系统工作流程
462定位参数的计算
463软件流程
47系统测试
471测试使用的仪器
472指标测试
第5章四旋翼无人飞行器的设计与制作
51概述
52总体设计
521四旋翼无人飞行器的飞行控制平台
522四旋翼无人飞行器的结构及控制原理
53硬件设计
531系统组成
532微控制系统模块
533飞行姿态检测模块
534电机驱动模块
535超声波测距模块
536红外避障模块
537电源模块
54四旋翼无人飞行器的软件设计
541软件总体设计
542软件开发平台
55飞行姿态解算算法及程序
551加速度传感器检测数据解算
552陀螺仪检测数据解算
553卡尔曼滤波与平均值滤波
56PID控制算法
57四旋翼无人飞行器的制作与调试
571电子调速器对电机控制的调试
572MPU6050传感器测量调试
573超声波测距调试
574红外避障调试
575四旋翼无人飞行器整体调试
第6章Arduino 六足机器人的设计与制作
61六足机器人的总体设计方案
611六足机器人的主要功能
612六足机器人肢体结构设计
613六足机器人控制系统方案总体设计
62六足机器人的步态分析
621三角步态原理
622六足机器人直行步态
623六足机器人定点转弯步态
63硬件设计及组装
631Arduino主控制板
632舵机
633舵机控制板
634遥控器
64六足机器人的组装
641舵机的组装
642安装六足机器人的支架
643舵机接口的连接
644PS2手柄接收器与舵机控制器的连接
645六足机器人与Arduino主控制板的连接
65软件设计
651舵机上位机软件
652六足机器人超声波摇头避障
653六足机器人穿越火线
654六足机器人红外遥控
655六足机器人红外防跌落
第7章直立智能车的设计与制作
71总体方案设计
72机械方案设计
721直立车模与控制原理
722机械方案的设计原则
723机械结构的设计
73硬件方案设计
731电源模块
732MCU模块
733电磁信号处理模块
734姿态传感模块
735编码器模块
736电机驱动模块
737蓝牙通信模块
74软件方案设计
741角度环控制
742速度环控制
743转向环控制
744电机PWM波的输出及各控制环之间的耦合关系
75系统调试
751直立车模的直立调试
752直立车模的速度调试
753直立车模的转向调试
第8章电磁智能车的设计与制作
81系统总体方案设计
82系统硬件设计
821主控板
822电磁传感器模块
823电机驱动模块
83系统软件的设计
831传感器数据采集处理算法
832位置偏差获取算法
833路径规划
834控制算法
84系统调试
841电磁传感器模块的调试
842参数整定
第9章摄像头智能车的设计与制作
91总体方案设计
911系统目标功能
912系统整体设计
92摄像头传感器的安装
93摄像头智能车的硬件设计
931电源管理模块
932超声波传感器
933编码器模块
934摄像头传感器
935辅助调试模块
936舵机驱动模块
94图像分析与处理
941提取边界
942计算中线
943十字元素的识别及处理
944横断元素的识别及处理
945坡道元素的识别及处理
946弯道元素的识别及处理
947小S弯道元素的识别及处理
948斑马线元素的识别及处理
95控制算法及其应用
951PID控制算法
952PID参数调整
953PID控制器在舵机控制中的应用
954PID控制器在电机控制中的应用
96系统总体调试
961电机参数的调试
962转向舵机的调试
963车体机械调整
964其他调试方法
第10章智能车多机交互的设计与制作
101通信手段
1011蓝牙模块
1012NRF24L01模块
1013WIFI模块
102双车追逐方案设计
1021系统总体设计
1022通信测距模块的选择
1023双车距离的控制
1024调试方法
103双车超车方案的设计
1031比赛规则
1032超车方案
104双车会车方案的设计
1041竞赛规则
1042会车方案
105空-地协同方案的设计
1051硬件系统
1052机械部分
1053软件系统
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| 內容試閱：
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微小型无人系统技术是根据无人系统的特殊功能和特性，应用微机电系统（MEMS）、机器人、感知、控制等先进技术而综合起来的光机电一体化技术。国际上的科学家、战略思想家和未来学家认为：机器人技术、先进的动力与推进技术、微型化技术、移动和自适应数字网络技术、飞速发展的生物科学，这5种常常重叠的技术最有可能在今后15~20年发生革命性变化。微小型无人系统就是20世纪90年代美国等先进工业国家开始发展的融合了这些技术的新概念设备，在基础理论、设计、制造与试验技术等方面具有革命性的创新，广泛应用于日常生活的方方面面，并引领着相关技术的进步。
新时代各类大学生学科竞赛方兴未艾，全国教育机器人大赛、恩智浦（原飞思卡尔）杯全国大学生智能车竞赛、大学生电子设计竞赛等赛事常常以微小型无人系统为平台。陆军炮兵防空兵学院张金教授自2005年开始，一直组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、全国大学生教育机器人大赛，获全国特等奖3项、一等奖4项、二等奖5项、安徽赛区一等奖3项。合肥工业大学张阳副教授自2006年也一直组织学生参加恩智浦杯全国大学生智能车竞赛、光电设计大赛、互联网 大学生创新创业大赛等，共计获得全国一等奖9项、全国二等奖25项、赛区一等奖70余项，在微小型无人系统的软硬件调试、系统构建方面积累了丰富的经验。
本书结合95后、00后大学生思维活跃、动手实践欲望强的特点，以参加各类竞赛获奖作品为基础，让读者以一个创客的身份进入学习训练任务，体系结构清晰，开发细节完善，适合初学者学习。全书共10章，沿用软硬结合，实践先行的写作风格，由浅入深、图文并茂。第1章简要介绍微小型无人系统的概念、组成分类及相关技术发展现状。第2章至第10章介绍Arduino智能搬运小车、Arduino虚拟现实感知小车、声音导引系统、四旋翼无人飞行器、Arduino六足机器人、直立智能车、电磁智能车、摄像头智能车、智能车多机交互等具体作品，包括作品的总体设计方案，硬件平台、接口，软件编程，以及软硬件调试的方法、技巧等内容，引导读者体验竞赛过程，锻炼创新实践能力。
全书由陆军炮兵防空兵学院张金教授统稿，参与本书编写工作的还有合肥工业大学仪器科学与光电工程学院张阳副教授、陆军炮兵防空兵学院吴斌教授、郑玲玲副教授、刘芳讲师、余红霞讲师、岳伟甲讲师、王鑫助教及研究生董子华、王学彬等。
本书的编写参考了许多同行们的著作，无法一一列出，在此表示衷心的感谢。
本书所用电路图均为竟赛资料中的原图，对图中元器件的电路图形符号及参数标识等未做统一处理。
由于编者水平有限，纰漏、不妥之处在所难免，敬请读者批评指正，并欢迎与编者联系，JGXYZhangJin@163com。
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