目錄
“新一代人工智能理論、技術及應用叢書”序
前言
第1章 智能無人系統(tǒng)的由來 1
1.1 智能無人系統(tǒng)的概念 1
1.2 智能無人系統(tǒng)的發(fā)展歷程 2
1.2.1 工業(yè)機器人 2
1.2.2 無人駕駛車 4
1.2.3 無人機 6
1.2.4 服務機器人 9
1.3 智能無人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 13
1.3.1 無人機 13
1.3.2 無人駕駛車 14
1.3.3 服務機器人 16
參考文獻 19
第2章 智能無人系統(tǒng)感知 21
2.1 智能無人系統(tǒng)的運動感知 21
2.1.1 機器人運動定位 21
2.1.2 角位置和角速度測量——增量式碼盤 22
2.1.3 姿態(tài)測量——慣性測量單元 24
2.1.4 機器人運動導航 26
2.1.5 同時定位與建圖 29
2.2 智能無人系統(tǒng)視覺感知 30
2.2.1 主要機器人視覺傳感器 30
2.2.2 主要機器視覺處理算法 36
2.3 智能無人系統(tǒng)語音感知 40
2.3.1 主要機器人語言傳感器 40
2.3.2 主要機器人語音處理算法 44
參考文獻 49
第3章 智能無人系統(tǒng)控制與決策 51
3.1 智能無人系統(tǒng)控制方法 51
3.1.1 機理與數(shù)據(jù)雙驅(qū)動建模 52
3.1.2 分布式協(xié)同控制 53
3.1.3 安全可信控制 55
3.2 智能無人系統(tǒng)決策方法 57
3.2.1 主動學習 58
3.2.2 遷移學習 59
3.2.3 對抗學習 61
參考文獻 62
第4章 智能無人系統(tǒng)智能技術 64
4.1 SLAM技術 64
4.1.1 SLAM技術的發(fā)展歷程 65
4.1.2 SLAM技術分類 67
4.2 機器學習 70
4.2.1 機器學習的發(fā)展階段 72
4.2.2 歸納學習 74
4.2.3 決策樹學習 75
4.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡學習 76
4.2.5 強化學習 76
4.3 自然語言理解 78
4.3.1 自然語言理解的研究歷史 79
4.3.2 自然語言理解研究的主要方法及理論 80
4.3.3 漢語理解 84
4.4 多智能體協(xié)同 85
4.4.1 行為協(xié)同 86
4.4.2 任務協(xié)同 89
4.5 人機交互 90
4.5.1 交互方式 92
4.5.2 交互過程 94
參考文獻 97
第5章 空中智能無人系統(tǒng) 99
5.1 無人機的分類 100
5.1.1 按無人機應用領域分類 100
5.1.2 按無人機機翼布局樣式分類 101
5.1.3 按無人機的控制方式分類 107
5.1.4 按無人機的性能指標分類 113
5.2 無人機的應用 114
5.2.1 無人機在軍事領域的應用 114
5.2.2 無人機在民用領域的應用 123
參考文獻 129
第6章 空間智能無人系統(tǒng) 131
6.1 空間機器人的定義和發(fā)展歷程 131
6.1.1 空間機器人的定義 131
6.1.2 空間機器人的發(fā)展歷程 133
6.2 空間機器人的特點和分類 136
6.2.1 空間機器人的特點 136
6.2.2 空間機器人的分類 138
6.3 空間機器人的關鍵技術 139
6.3.1 目標檢測與分類 139
6.3.2 多模態(tài)傳感器信息融合 140
6.3.3 智能決策 141
6.3.4 抓捕過程碰撞動力學 143
6.3.5 空間機器人地面驗證系統(tǒng) 144
6.3.6 強化學習在空間機器人規(guī)劃和控制中的應用 146
6.3.7 非合作目標的自主相對位姿測量 148
6.3.8 空間機器人對非合作目標的自主接管 151
6.3.9 空間機器人工作空間及構型優(yōu)化 154
6.3.10 空間機器人容錯控制研究 156
6.3.11 空間機器人系統(tǒng)故障診斷 158
6.4 空間機器人的應用 160
6.4.1 在軌服務空間機器人 160
6.4.2 行星探測智能機器人 167
參考文獻 178
第7章 地面智能無人系統(tǒng) 179
7.1 地面智能無人系統(tǒng)的發(fā)展歷程 179
7.1.1 無人駕駛車 179
7.1.2 智能無人物流系統(tǒng) 180
7.1.3 智能工廠 183
7.2 地面智能無人系統(tǒng)的基本組成 184
7.3 地面智能無人系統(tǒng)的主要應用 184
7.3.1 智能工廠 184
7.3.2 智能載客車 187
7.3.3 智能無人物流系統(tǒng) 190
參考文獻 196
第8章 水中智能無人系統(tǒng) 197
8.1 水面無人系統(tǒng) 198
8.1.1 概念與分類 198
8.1.2 研究現(xiàn)狀 199
8.1.3 關鍵技術 207
8.1.4 發(fā)展趨勢 211
8.2 水下無人系統(tǒng) 213
8.2.1 概念與分類 213
8.2.2 研究現(xiàn)狀 214
8.2.3 關鍵技術 221
8.2.4 發(fā)展趨勢 225
8.2.5 應用 227
8.3 水中無人集群系統(tǒng) 229
8.3.1 概念 229
8.3.2 研究現(xiàn)狀 229
8.3.3 關鍵技術 232
參考文獻 236
第9章 醫(yī)用智能無人系統(tǒng) 238
9.1 智能診斷系統(tǒng) 245
9.2 醫(yī)用外科機器人 246
9.2.1 計算機外科輔助設計技術 246
9.2.2 手術導航技術 247
9.2.3 醫(yī)用外科機器人的分類 248
9.2.4 醫(yī)用外科機器人系統(tǒng)的總體框架 249
9.3 康復機器人 253
9.4 醫(yī)學教育機器人 254
9.5 醫(yī)用無人系統(tǒng)的應用 255
9.5.1 智能診斷系統(tǒng)的應用 255
9.5.2 醫(yī)用外科機器人的應用 258
9.5.3 康復機器人的應用 267
參考文獻 280
第10章 智能工廠 282
10.1 智能工廠的發(fā)展歷程 282
10.1.1 德國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的演進 282
10.1.2 美國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的演進 283
10.1.3 中國工業(yè)4.0戰(zhàn)略的演進 284
10.1.4 智能工廠——實現(xiàn)智能制造的基礎 284
10.2 智能工廠的關鍵技術 286
10.2.1 智能工廠的理論模型 286
10.2.2 智能工廠的主要技術 288
10.3 智能工廠的主要應用 293
10.3.1 制造流程與數(shù)字化應用 293
10.3.2 智能工廠的建設模式 294
10.3.3 智能工廠的落地場景 296
10.3.4 智能工廠的示范用例 299
參考文獻 301
第11章 結(jié)束語 302