自主导航理论与应用

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出版者:国防科技大学出版社
作者:
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1900-01-01
价格:22
装帧:简裝本
isbn号码:9787810249041
丛书系列:
图书标签:
  • 自主导航
  • 机器人
  • SLAM
  • 路径规划
  • 传感器
  • 控制理论
  • 人工智能
  • 计算机视觉
  • 移动机器人
  • 定位
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具体描述

《自主导航理论与应用》是一本深入探讨机器人和自动驾驶领域核心技术的著作。本书将带您领略现代导航科学的魅力,从基础理论的构建到前沿应用的实现,为您勾勒出一幅清晰的全景图。 核心内容概览: 本书的核心在于系统地阐述自主导航的基石——感知、定位、规划与控制。 感知篇: 探索机器人如何“看见”并理解周围环境。我们将详细解析各种传感器的工作原理及其数据处理方法,包括: 视觉感知: 深度学习在目标识别、场景理解中的革命性应用,立体视觉、光流法等经典技术在实时场景分析中的作用。 激光雷达(LiDAR)感知: 点云数据处理、特征提取、三维重建技术,以及LiDAR在环境建模和障碍物检测中的关键作用。 惯性测量单元(IMU)与里程计: 惯性导航的基本原理,如何融合IMU数据进行姿态估计和短时位移推算,轮式里程计的误差来源与校正方法。 传感器融合: 如何将来自不同传感器(如相机、LiDAR、IMU、GPS)的信息进行有效融合,以克服单一传感器的局限性,提高导航的鲁棒性和精度。我们将介绍卡尔曼滤波(Kalman Filter)系列(EKF, UKF)、粒子滤波(Particle Filter)等经典融合算法,以及基于深度学习的端到端融合方法。 定位篇: 聚焦于机器人如何在未知环境中确定自身位置和姿态。 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping): 这是自主导航的核心技术之一。本书将深入剖析基于视觉的SLAM(V-SLAM)、基于LiDAR的SLAM(L-SLAM)以及多传感器融合SLAM的各种方法。我们会详细讲解: 特征点法(Feature-based SLAM): SIFT, SURF, ORB等特征提取与匹配,视觉里程计(Visual Odometry)的原理,以及回环检测(Loop Closure)技术。 直接法(Direct-based SLAM): 基于像素强度变化的直接位姿估计方法,其优势与局限性。 图优化(Graph Optimization): 将SLAM问题构建为图搜索问题,介绍Bundle Adjustment, Pose Graph Optimization等优化技术,以提高定位精度和地图一致性。 基于深度学习的SLAM: 探讨深度学习在特征提取、位姿估计和地图构建中的最新进展。 GPS/GNSS定位: GPS的基本原理、误差分析(如多径效应、大气延迟),以及RTK(Real-Time Kinematic)等高精度定位技术。 定位的鲁棒性与精度提升: 介绍如何利用先验地图(如DEM、HD Map)、多传感器数据融合以及先进的滤波技术来提高在复杂环境下的定位精度和可靠性。 规划篇: 探讨机器人如何根据感知到的环境信息和目标,制定最优的运动路径。 路径规划(Path Planning): 全局路径规划: A、D Lite、RRT等经典搜索算法,以及基于采样和优化的新方法,如何在全局地图中找到一条可行的路径。 局部路径规划: 动态窗口法(Dynamic Window Approach - DWA)、基于人工势场的方法,如何在避免实时障碍物的同时,向全局目标前进。 运动规划(Motion Planning): 考虑机器人的动力学约束和运动学模型,生成平滑、安全的轨迹。 基于机器学习的规划: 强化学习(Reinforcement Learning)在路径规划中的应用,以及模仿学习(Imitation Learning)如何让机器人学习人类的驾驶或导航行为。 HD Map(高精地图)的应用: 介绍高精地图在路径规划中的重要作用,如何利用地图信息实现更精准、更高效的导航。 控制篇: 负责执行规划出的轨迹,并对机器人的实际运动进行精确控制。 运动控制器: PID控制器、模型预测控制(MPC)等经典控制理论在机器人导航中的应用。 轨迹跟踪: 如何让机器人沿着规划好的轨迹平滑、精确地行驶。 鲁棒控制: 考虑外部干扰和模型不确定性,设计能够应对复杂工况的控制器。 车辆动力学与控制: 针对不同类型的载体(如轮式机器人、无人机),介绍其特有的动力学模型和控制策略。 应用领域: 本书不仅会深入剖析理论,更会结合实际应用,涵盖以下关键领域: 无人驾驶汽车: 从环境感知、决策制定到执行控制,全方位解读自动驾驶汽车的核心技术。 服务机器人: 医院、物流、家庭等场景下,服务机器人的自主导航技术。 无人机(UAV): 航拍、测绘、侦察、物流配送等任务中的自主飞行与导航。 水下机器人(AUV/ROV): 在GPS信号受限的水下环境中,如何实现精确的定位和导航。 工业自动化: AGV(自动导引车)在工厂、仓库中的智能调度与导航。 本书特色: 理论严谨,逻辑清晰: 从基础概念出发,层层递进,构建完整的自主导航知识体系。 技术全面,前沿导向: 覆盖经典与新兴的导航技术,关注最新研究进展。 算法剖析,原理详尽: 深入解析各类算法的数学模型、实现细节及优缺点。 应用广泛,贴近实践: 结合具体应用场景,展示理论技术的落地价值。 无论您是机器人、人工智能、计算机科学领域的学生,还是相关行业的工程师、研究人员,亦或是对自动驾驶和智能机器人充满好奇的读者,《自主导航理论与应用》都将是您探索这一激动人心领域不可或缺的指南。它将帮助您构建坚实的理论基础,理解核心技术,并激发您在未来自主导航创新中的无限可能。

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目录信息

读后感

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对于一本名为《自主导航理论与应用》的书,我的期望值被瞬间拉满了。我一直对那些能够“自己动脑筋”的机器和系统充满着近乎痴迷的热情。想象一下,一台机器,不需要人类时刻的遥控,它能够自己感知周围的世界,理解当前所处的环境,然后根据预设的目标,规划出一条最合理的行动路线,并最终独立完成任务,这本身就是一件极具科幻色彩的事情。所以,当看到这个书名时,我首先想到的是,书中一定会详细解析“自主”的内涵,以及它是如何通过“理论”来实现的。我猜测,书中会从基础的数学和物理原理出发,逐步深入到复杂的算法设计。比如,它可能会介绍机器人是如何通过各种传感器(摄像头、激光雷达、超声波等)来“看”和“听”这个世界的,以及如何处理这些海量的数据,构建出实时的环境地图。更进一步,我期待书中能够详细解释“路径规划”和“运动控制”的理论。一个机器人如何在复杂的地形中找到一条既安全又高效的路径?它又如何根据规划好的路径,精确地控制自己的每一个动作,从转向到加速减速?而“应用”的部分,则更让我对接下来的内容充满了好奇。我猜想,书中会涉及大量的现实世界中的例子,比如,在自动驾驶汽车领域,这本书是如何解释车辆如何在复杂的交通状况下,自主识别车道线、行人、其他车辆,并做出相应的驾驶决策的。又或者,在无人机领域,它会如何阐述无人机如何在没有GPS信号的情况下,依然能够精准地完成侦察、测绘甚至物流配送任务。我甚至联想到,这本书可能会为我打开一扇通往未来世界的大门,让我了解那些正在改变我们生活方式的科技是如何一步步实现的。

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《自主导航理论与应用》这个书名,在我眼中,不仅仅是一本技术书籍,更是一扇通往未来的窗口。我一直以来都对那些能够独立思考、自主行动的智能设备充满了好奇,它们是如何在我们看不见的世界里,规划出清晰的路径,避开重重障碍,最终抵达目标的呢?我期待这本书能够深入浅出地揭示“自主导航”的奥秘。从理论层面来说,我猜测书中会详细介绍各种传感器的工作原理,例如,摄像头如何“看见”周围的环境,激光雷达如何“测量”距离,惯性测量单元如何“感知”自身的运动。我希望书中能够解释这些原始数据是如何被处理和融合,形成对环境的准确认知。更重要的是,我期待书中能够详细阐述各种路径规划算法,比如,机器人在面临一个全新的、未知的环境时,是如何通过探索和学习,一步步构建出地图,并找到一条最优的路径。我猜测,书中可能会介绍诸如A*算法、Dijkstra算法等经典算法,以及更先进的基于强化学习的导航方法。而“应用”部分,则更是让我对接下来的阅读充满了无限的期待。我设想,书中会列举出大量真实世界的案例,比如,自动驾驶汽车如何在复杂的城市交通中,自主识别交通信号灯、行人、自行车,并做出安全、平稳的驾驶动作;无人机又如何在没有GPS信号的情况下,精准地完成测绘、巡检任务。我甚至想到,书中可能会探讨机器人在太空探索、深海探测、甚至是在灾难救援等极端环境下的应用。这本书的名字,简洁却意味深长,它承诺的不仅仅是理论知识的讲解,更是一次对未来智能社会发展方向的深刻洞察。

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《自主导航理论与应用》这个书名,对于一个科技爱好者来说,无疑是一道无法抗拒的磁石。我一直对那些能够独立思考、自主行动的智能系统充满着浓厚的兴趣,它们是如何在未知和复杂的世界中,找到自己的方向,并精确地完成任务的?这本书的出现,正是我期待已久的。我迫不及待地想知道,书中是如何解读“自主”的内涵,以及“导航”的具体实现方式。我猜测,在理论部分,书中会详细介绍各种传感器技术,以及如何从海量的传感器数据中提取有用的信息,构建出对环境的认知。我期待书中能够深入讲解路径规划算法,例如,机器人如何在动态变化的环境中,实时地计算出一条安全、高效的路径,并如何避免与突然出现的障碍物发生碰撞。我希望书中能够涵盖从经典的搜索算法(如A*)到更现代的基于机器学习的导航方法。而“应用”这部分,更是让我对接下来的内容充满了无限的想象。我脑海中浮现出各种各样令人惊叹的场景:一辆自动驾驶汽车如何在拥堵的城市道路上,自信地穿梭,做出比人类更精准的判断;一架无人机如何在广阔的田野上,精确地喷洒农药,提高农业生产效率;一个探测机器人如何在遥远的星球上,独立地规划路线,收集科学数据。我甚至想到,这本书可能会为我揭示一些我之前从未接触过的、但在未来至关重要的应用领域。这本书的书名,简洁明了,却蕴含着巨大的信息量,它承诺将带领我深入了解这个充满智慧和无限可能的世界。

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当我拿到《自主导航理论与应用》这本书时,我的内心充满了期待,仿佛即将踏上一段探索未知领域的旅程。这个书名本身就蕴含着一种强大的吸引力,它暗示着我们将深入了解那些能够摆脱人类直接控制,自主规划和执行任务的智能系统。我一直对科技的前沿领域充满热情,特别是那些能够赋予机器“智慧”的技术。我猜想,这本书会从理论层面,为我揭示自主导航的底层逻辑。它可能会详细讲解各种传感器是如何协同工作的,如何将收集到的原始数据转化为对环境的理解,例如,摄像头如何识别障碍物,激光雷达如何测量距离,GPS如何确定位置。我期待书中能够深入剖析路径规划的各种算法,从经典的Dijkstra算法到更复杂的基于优化的方法,每一种算法的原理、适用场景以及优缺点都会得到详细的阐述。更重要的是,“应用”这个词,让我对书中即将呈现的真实世界案例充满了期待。我脑海中浮现出许多场景:一辆自动驾驶汽车如何在复杂的交通流中做出安全、高效的决策?一架无人机如何在没有GPS信号的区域进行精准的导航和侦察?一个机器人在灾难现场如何自主搜索生命迹象,并规划出安全的救援路线?我甚至想到,这本书可能会涉及到一些我尚未接触过的应用领域,比如,在智能制造、医疗机器人、甚至是在虚拟现实和增强现实中的应用。这本书的名字,简洁而精准,它承诺的不仅仅是知识的传递,更是一次对未来智能生活图景的生动描绘,我迫不及待地想要一探究竟。

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《自主导航理论与应用》这个书名,像一扇门,瞬间将我带入了一个充满未来科技的世界。我一直对那些能够独立思考、自主行动的智能系统着迷,它们是如何在复杂的世界中找到方向,如何规划自己的道路,并最终实现目标的?这本书的名字,直击了我内心最深处的求知欲。我迫不及待地想知道,书中会如何深入浅出地解释“自主导航”的理论核心。我猜想,它不会仅仅停留在概念的层面,而是会深入到具体的算法和模型。比如,它会如何解释机器人如何通过各种传感器(摄像头、激光雷达、惯性测量单元等)来感知周围的环境,并建立起对世界的认知?它又会如何处理这些海量的数据,并从中提取出导航所需的信息?我期待书中能够详细介绍各种路径规划和运动控制的理论,比如,是如何设计出能够在动态环境中实时避障的算法,又或者,是如何让机器人以平稳、高效的方式移动。而“应用”这部分,更是让我对接下来的内容充满了无限的想象。我脑海中勾勒出一幅幅生动的画面:一辆自动驾驶汽车如何在繁忙的城市街道上,如同经验丰富的司机一样,自信地完成每一次变道和转弯;一个无人机如何在未知的森林上空,精准地进行航拍,完成地形测绘任务;甚至是在遥远的火星上,火星探测器是如何依靠自身的导航系统,在崎岖的地形中不断前进,探索未知。这本书的书名,简洁而有力,它承诺的不仅仅是理论知识的传授,更是一次对未来智能科技发展趋势的深刻洞察,我非常期待能够通过它,更深入地理解这个正在快速发展的领域。

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在我翻开这本书之前,我脑海中已经构建了一个关于“自主导航”的宏大图景。我将其想象成一种能够摆脱人类直接操控,像拥有独立意志的生命体一样,在复杂环境中自由穿行的能力。我一直对那些能够模拟生物行为的机器人技术非常着迷,特别是它们在未知环境中的探索和适应能力。这本书的书名,直截了当地告诉我,它将深入探讨这种能力的“理论基础”和“实际应用”。我期待着书中能够详细地解释,究竟是什么样的数学模型和算法,赋予了这些机器“自主”的能力。比如,当一个无人机需要穿越一片茂密的森林时,它又是如何感知周围的树木,如何计算出一条最佳的飞行路径,以确保不与任何障碍物发生碰撞?这背后一定涉及到了复杂的传感器数据处理、环境建模以及决策规划。我猜想,书中可能会深入讲解一些关键的理论概念,例如,对于传感器数据的融合,如何从摄像头、激光雷达、GPS等多种信源中提取有用的信息,并将其整合起来,形成对周围环境的全面认知。又或许,它会详细阐述路径规划的各种策略,从全局路径规划到局部避障,每一步的思考过程是如何被编码进程序的。而“应用”的部分,则更是让我充满了期待。我想象着,书中会列举出大量真实世界的案例,比如,介绍一下那些在灾难救援现场工作的搜救机器人,它们如何在废墟中快速定位生命迹象,以及如何规划安全高效的搜救路线。又或者,它会谈及工业自动化领域,那些在大型仓库中穿梭搬运货物的AGV(自动导引车),它们又是如何精准地完成任务,实现物流效率的最大化。这本书的书名,虽然简洁,但却蕴含着深刻的科学内涵和广阔的应用前景,这让我迫不及待地想要一探究竟。

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这本书的书名,《自主导航理论与应用》,在我心中立刻勾勒出一幅关于未来智能生活的画面。我一直着迷于那些能够独立思考、自主行动的智能系统,它们是如何突破物理的界限,在复杂的世界中找到自己的位置,并完成预设任务的。这本书恰好触及了我最感兴趣的核心——“自主”这两个字,它代表着智能的进一步解放,摆脱了对人类的依赖,拥有了独立的决策能力。我非常期待书中能够深入剖析“自主导航”的理论基石。我猜测,它可能会从仿生学或者认知科学的角度,去解读生物是如何在环境中进行导航的,然后再将这些原理转化为计算机可以理解的算法。我设想着,书中会详细阐述各种路径规划算法,比如,在面对一个未知的迷宫时,机器人是如何通过探索和记忆,一步步构建出地图,并找到通往出口的最短路径的。又或者,它会解释为什么在某些情况下,需要采用全局路径规划,而在另一些情况下,则需要更灵活的局部避障策略。而“应用”的部分,更是让我对接下来的阅读充满了期待。我脑海中浮现出各种场景:在城市的高楼大厦之间,自动驾驶汽车如何在复杂的交通流中穿梭自如,又如何在突发情况下做出最安全的反应?在广阔的农田中,无人机又是如何精准地进行农药喷洒和作物监测,提高农业生产效率?我甚至想到,这本书或许还会涉及到一些更前沿的领域,比如,在深海探索中,自主水下航行器是如何克服水压和黑暗,去绘制海底地图,寻找珍贵的资源?这本书的书名,简洁却又信息量巨大,它承诺的不仅仅是一次理论知识的灌输,更是一次对未来智能科技发展趋势的深度洞察。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种深邃的蓝色背景,点缀着仿佛星辰般闪烁的几何图形,恰到好处地营造出一种探索未知、解锁奥秘的氛围。拿到实体书的那一刻,纸张的触感温润而厚实,翻阅时散发出的淡淡墨香,更是让人心生亲近。我一直对那些能够独立思考、自主行动的智能系统充满好奇,它们是如何在我们看不见的世界里,规划出清晰的路径,避开重重障碍,最终抵达目标的呢?这本书的名字,《自主导航理论与应用》,无疑精准地戳中了我的兴趣点。它承诺的不仅仅是理论的梳理,更有现实世界的应用,这让我对书中即将展开的内容充满了期待。我设想着,或许书中会详细解析那些在自动驾驶汽车、无人机、甚至是太空探测器背后运行的复杂算法,它们是如何理解环境、感知自身状态,并做出最优决策的。我脑海中勾勒出一个画面:夜幕降临,城市的灯火阑 the,一辆自动驾驶汽车在车流中穿梭自如,这背后蕴含的智慧,正是这本书所要揭示的。又或者,我也会联想到那些在复杂地形中执行任务的无人机,它们如何在未知的区域里精准定位,如何规避地形的起伏和障碍物,将信息安全地传回。书中会不会涉及到SLAM(同步定位与地图构建)这样的核心技术,或者路径规划中的A*算法、Dijkstra算法等等?这些只是我初步的猜测,但足以点燃我深入阅读的兴趣。我甚至想象,这本书可能会用生动的案例来解释抽象的理论,比如,通过分析某个机器人探险家在火星表面执行任务的场景,来阐述其导航系统的设计思路和面临的挑战。封面所传达的科技感和前沿性,让我相信这本书将是一次关于智能体如何“看世界”和“走世界”的精彩旅程。

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当我看到《自主导航理论与应用》这个书名时,我的大脑立刻被激活了。我一直对那些能够独立思考、自主行动的智能系统充满了无限的好奇和向往。想象一下,一个机器,它能够自己“看”世界,“想”路径,然后“走”向目标,而不需要人类时时刻刻的指挥,这本身就是一种令人兴奋的科技愿景。我迫不及待地想知道,书中会如何解读“自主”的本质。是仅仅通过预设的规则和算法,还是包含某种程度的学习和适应能力?我期待书中能够详细阐述“理论”部分,也许会从数学模型、传感器技术、决策规划等多个角度进行深入剖析。比如,它是如何处理不确定性的信息,如何在动态的环境中做出最优的决策?我猜测,书中可能会涉及到一些经典的算法,比如SLAM(同步定位与地图构建)技术,它如何让机器在未知环境中一边定位自身,一边绘制地图。又或者,它会介绍各种路径规划算法,如A*算法、Dijkstra算法,以及更高级的基于优化的方法。而“应用”这部分,更是让我对接下来的内容充满了强烈的期待。我脑海中浮现出各种各样的场景:一辆无人驾驶汽车如何在繁华的都市中安全地穿梭,如何识别行人、自行车和其他车辆,并做出及时的反应?一架无人机如何在复杂的山区进行地形测绘,如何在没有GPS信号的情况下依然能够精准地定位和飞行?我甚至联想到,书中会不会探讨机器人在灾难救援、太空探索、甚至是在未来的智能家居中,如何扮演越来越重要的角色。这本书的书名,虽然朴实,但却精准地概括了其核心内容,它承诺将带我进入一个充满智慧和无限可能的自主世界。

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当我看到《自主导航理论与应用》这个书名时,我的脑海中立刻涌现出无数关于未来科技的画面。我一直对那些能够独立思考、自主行动的智能系统充满着极大的兴趣,它们是如何在复杂多变的环境中,规划出属于自己的道路,并最终实现目标的?这本书的名字,精准地触及了我对科技前沿的探索欲。我非常期待书中能够深入浅出地讲解“自主导航”的核心理论。我猜测,它可能会从最基础的数学和物理原理出发,逐步深入到复杂的算法设计。例如,书中会详细介绍机器人如何通过各种传感器(如摄像头、激光雷达、GPS、IMU等)来感知周围的世界,并理解自身的位置和姿态。我希望书中能够详细阐述路径规划的各种策略,从全局路径规划到局部避障,以及如何让机器人能够在这种规划的基础上,做出精准的运动控制。而“应用”这部分,则更是让我对接下来的内容充满了强烈的期待。我脑海中浮现出许多令人兴奋的场景:一辆自动驾驶汽车如何在复杂的城市街道上,安全、高效地完成变道、转弯、超车等操作;一架无人机如何在没有GPS信号的区域,依靠自身传感器进行精准的定位和飞行;一个服务机器人如何在家庭环境中,自主地识别家具、避开障碍物,并完成预设的任务。我甚至联想到,书中可能会探讨机器人在工业自动化、物流配送、甚至是太空探索等更广阔领域的应用。这本书的书名,虽然简洁,但却涵盖了深厚的理论基础和广阔的应用前景,它承诺将为我打开一扇了解未来智能世界的大门。

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