本書是從事無人繫統自主、智能控制相關工作的入門教材。編者從一般無人繫統的知識入手，分享了在開發實際無人駕駛繫統中積累的經驗。本書共8章，*1章介紹無人繫統的概念、意義、研究現狀和發展趨勢；*2章論述動態環境下無人繫統的自主控制架構；第3章給出基於機器人操作繫統ROS的程序設計方法；第4章設計無人駕駛數據采集繫統；第5章組建無人駕駛定位繫統；第6章開發無人駕駛環境感知繫統；第7章研制無人駕駛規劃決策繫統；第8章構建無人駕駛執行控制繫統。

本書既可作為高等學校工業人工智能課程的教材，也可作為無人繫統開發人員的技術參考書。

出版說明

前言

*1章緒論

1*1無人繫統的概念和意義

1*2無人繫統的研究現狀

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無人繫統中人工智能技術的發展趨勢

1*4習題

參考文獻

*2章無人繫統的自主控制架構

2*1無人繫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無人繫統硬件平臺

2*2*3機器人操作繫統

2*2*4環境感知繫統

2*2*5定位繫統

2*2*6規劃決策繫統

2*2*7執行控制繫統

2*2*8人機交互繫統

2*2*9自主學習

2*3習題

參考文獻

第3章機器人操作繫統ROS

3*1ROS的基本概念

3*2Ubuntu環境下ROS的安裝

3*3ROS話題的發布與訂閱示例程序

3*3*1workspace和package的創建

3*3*2話題發布程序的編寫

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繫統

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章無人駕駛定位繫統

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組合導航繫統的基本構成

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前端裡程計

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繫統

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志識別

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繫統

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坐標繫定義

7*2*2基於車載傳感器的無人車Frenet坐標確定

7*2*3Frenet坐標繫下路徑備選集合的構建

7*2*4路徑備選集合向全局坐標繫的轉換

7*2*5障礙物踫撞檢測及*優路徑選取

7*3基於A*算法的無人車全局路徑規劃

7*3*1圖搜索算法基礎

7*3*2Dijkstra算法及*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繫統

8*1線控技術概述

8*1*1線控轉向繫統

8*1*2線控制動繫統

8*1*3線控加速繫統

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