無人系統基礎（簡體書）

本書是從事無人系統自主、智能控制相關工作的入門教材。編者從一般無人系統的知識入手，分享了在開發實際無人駕駛系統中積累的經驗。本書共8章，第1章介紹無人系統的概念、意義、研究現狀和發展趨勢；第2章論述動態環境下無人系統的自主控制架構；第3章給出基於機器人操作系統ROS的程序設計方法；第4章設計無人駕駛數據采集系統；第5章組建無人駕駛定位系統；第6章開發無人駕駛環境感知系統；第7章研製無人駕駛規劃決策系統；第8章構建無人駕駛執行控制系統。
本書既可作為高等學校工業人工智能課程的教材，也可作為無人系統開發人員的技術參考書。

一本具有前沿性和實用性的無人系統開發教材

出版說明
前言
第1章緒論
11無人系統的概念和意義
12無人系統的研究現狀
121無人車現狀
122無人機現狀
123無人水下潛航器現狀
124無人水面艇現狀
13無人系統中人工智能技術的發展趨勢
14習題
參考文獻
第2章無人系統的自主控制架構
21無人系統自主性的定義和等級劃分
22未知動態環境下自主控制架構
221概述
222無人系統硬件平臺
223機器人操作系統
224環境感知系統
225定位系統
226規劃決策系統
227執行控制系統
228人機交互系統
229自主學習
23習題
參考文獻
第3章機器人操作系統ROS
31ROS的基本概念
32Ubuntu環境下ROS的安裝
33ROS話題的發佈與訂閱示例程序
331workspace和package的創建
332話題發佈程序的編寫
333話題訂閱程序的編寫
334ROS程序的編譯
335環境變量的設置
336ROS程序的執行
337基於rviz的數據可視化
34基於roslaunch的多節點同時啟動
35基於rosbag的數據記錄與回放
36習題
參考文獻
第4章無人駕駛數據采集系統
41激光雷達數據采集
411激光雷達概述
412基於ROS的激光雷達數據可視化
42攝像機數據采集
421攝像機概述
422基於ROS的攝像機驅動
43GPS/IMU數據采集
431GPS/IMU概述
432基於ROS的GPS/IMU驅動
44毫米波雷達數據采集
441毫米波雷達概述
442基於ROS的毫米波雷達數據可視化
45超聲波雷達數據采集
451超聲波雷達概述
452超聲波雷達的嵌入式驅動
46輪速編碼器數據采集
461輪速編碼器概述
462輪速編碼器的嵌入式驅動
47習題
參考文獻
第5章無人駕駛定位系統
51載波相位差分（RTK）技術
52基於GPS/IMU的組合導航
521組合導航系統的基本構成
522基於擴展卡爾曼濾波的組合導航
53基於激光雷達的SLAM算法
531SLAM問題描述
532坐標變換
533李群、李代數
534前端里程計
535地圖創建
536回環檢測
537後端圖優化
54習題
參考文獻
第6章無人駕駛環境感知系統
61傳統的環境感知技術
611基於激光雷達的障礙物檢測
612基於激光雷達的動態目標跟蹤
613基於激光雷達的路緣石檢測
614基於攝像機的車道線檢測
62基於深度學習的環境感知技術
621卷積神經網絡（CNN）
622通用目標檢測架構
623基於攝像機的交通信號燈識別
624基於攝像機的限速標誌識別
625基於攝像機的車道線識別
626基於激光雷達的目標識別
63習題
參考文獻
第7章無人駕駛規劃決策系統
71基於電子地圖的參考路徑生成
711百度地圖JS API
712Qt內嵌瀏覽器及JS端與Qt端的信息交互
713電子地圖平臺的網絡通信
714參考路徑生成
72基於Frenet的低速無人車路徑動態規劃
721Frenet坐標系定義
722基於車載傳感器的無人車Frenet坐標確定
723Frenet坐標系下路徑備選集合的構建
724路徑備選集合向全域坐標系的轉換
725障礙物碰撞檢測及最優路徑選取
73基於A*算法的無人車全域路徑規劃
731圖搜索算法基礎
732Dijkstra算法及最佳優先搜索（BFS）算法
733A*算法
734Hybrid A*算法
74習題
參考文獻
第8章無人駕駛執行控制系統
81線控技術概述
811線控轉向系統
812線控制動系統
813線控加速系統
82基於幾何追蹤方法的前輪轉角控制
821自行車模型
822前輪轉角嵌入式控制器
83輪速嵌入式控制器
84習題
參考文獻