第 1章 機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ) 1 1.1　簡介　1 1.2　機(jī)器人學(xué)的歷史　2 1.3　人工智能　3 1.3.1　自然語言處理簡介　4 1.3.2　計(jì)算機(jī)視覺簡介　5 1.3.3　機(jī)器人的類型　5 1.3.4　機(jī)器人的硬件和軟件　6 1.4　機(jī)器人定位　8 1.4.1　練習(xí)1：計(jì)算機(jī)器人的位置　10 1.4.2　如何進(jìn)行機(jī)器人開發(fā)　12 1.4.3　練習(xí)2：使用Python計(jì)算輪子走過的距離　12 1.4.4　練習(xí)3：使用Python計(jì)算機(jī)器人的最終位置　13 1.4.5　項(xiàng)目1：使用Python和測距法進(jìn)行機(jī)器人定位　15 1.5　小結(jié)　16 第 2章　計(jì)算機(jī)視覺　17 2.1　簡介　17 2.2　計(jì)算機(jī)視覺基本算法　18 2.2.1　圖像相關(guān)術(shù)語　18 2.2.2　OpenCV　19 2.2.3　閾值化　19 2.2.4　練習(xí)4：對圖像應(yīng)用各種閾值化操作　21 2.2.5　形態(tài)學(xué)變換　25 2.2.6　練習(xí)5：對圖像應(yīng)用形態(tài)學(xué)變換　27 2.2.7　模糊（平滑）　31 2.2.8　練習(xí)6：對圖像應(yīng)用模糊方法　32 2.2.9　練習(xí)7：加載圖像并應(yīng)用所學(xué)的各種方法　34 2.3　機(jī)器學(xué)習(xí)簡介　38 2.3.1　決策樹和提升方法　38 2.3.2　練習(xí)8：使用決策樹、隨機(jī)森林和AdaBoost進(jìn)行數(shù)字 預(yù)測　41 2.3.3　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　47 2.3.4　練習(xí)9：構(gòu)建第 一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　51 2.3.5　項(xiàng)目2：對Fashion-MNIST數(shù)據(jù)集中的10種衣物進(jìn)行分類　54 2.4　小結(jié)　56 第3章　自然語言處理　57 3.1　簡介　57 3.1.1　自然語言處理　58 3.1.2　自然語言處理的兩個(gè)部分　59 3.1.3　NLP的各層次　60 3.2　Python中的NLP　61 3.2.1　自然語言工具包（NLTK）　61 3.2.2　練習(xí)10：NLTK入門　62 3.2.3　spaCy　65 3.2.4　練習(xí)11：spaCy入門　67 3.3　主題建模　70 3.3.1　詞頻-逆文檔頻率（TF-IDF）　70 3.3.2　潛在語義分析（LSA）　71 3.3.3　練習(xí)12：使用Python進(jìn)行主題建�！�72 3.3.4　項(xiàng)目3：處理一個(gè)語料庫　75 3.4　語言建模　76 3.4.1　語言模型簡介　76 3.4.2　二元模型　77 3.4.3　N元模型　77 3.4.4　計(jì)算概率　78 3.4.5　練習(xí)13：創(chuàng)建一個(gè)二元模型　80 3.5　小結(jié)　83 第4章　NLP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　84 4.1　簡介　84 4.2　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　86 4.2.1　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）簡介　87 4.2.2　循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理　87 4.2.3　RNN架構(gòu)　89 4.2.4　長距離依賴問題　89 4.2.5　練習(xí)14：使用RNN預(yù)測房價(jià)　90 4.2.6　長短期記憶網(wǎng)絡(luò)　93 4.2.7　練習(xí)15：預(yù)測數(shù)學(xué)函數(shù)的下一個(gè)解　94 4.3　神經(jīng)語言模型　100 4.3.1　神經(jīng)語言模型簡介　100 4.3.2　RNN語言模型　102 4.3.3　練習(xí)16：對一個(gè)小語料庫進(jìn)行編碼　103 4.3.4　RNN的輸入維度　107 4.3.5　項(xiàng)目4：預(yù)測字符序列中的下一個(gè)字符　109 4.4　小結(jié)　111 第5章　計(jì)算機(jī)視覺中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　112 5.1　簡介　112 5.2　CNN基礎(chǔ)　113 5.3　構(gòu)建第 一個(gè)CNN　118 練習(xí)17：構(gòu)建一個(gè)CNN　119 5.4　改進(jìn)模型的方法：數(shù)據(jù)增強(qiáng)　124 5.4.1　練習(xí)18：利用數(shù)據(jù)增強(qiáng)改進(jìn)模型　125 5.4.2　項(xiàng)目5：使用數(shù)據(jù)增強(qiáng)來正確對花朵圖像進(jìn)行分類　134 5.5　最先進(jìn)的模型：遷移學(xué)習(xí)　137 練習(xí)19：基于遷移學(xué)習(xí)對鈔票進(jìn)行分類　139 5.6　小結(jié)　144 第6章　機(jī)器人操作系統(tǒng)（ROS）　146 6.1　簡介　146 6.2　ROS基本概念　147 6.3　ROS基本命令　148 6.4　安裝和配置　149 6.5　Catkin工作空間和軟件包　149 6.6　發(fā)布者和訂閱者　150 6.6.1　練習(xí)20：編寫簡單的發(fā)布者和訂閱者　151 6.6.2　練習(xí)21：編寫較復(fù)雜的發(fā)布者和訂閱者　154 6.7　模擬器　159 6.7.1　練習(xí)22：Turtlebot配置　159 6.7.2　練習(xí)23：模擬器和傳感器　161 6.7.3　項(xiàng)目6：模擬器和傳感器　163 6.8　小結(jié)　164 第7章　構(gòu)建基于文本的對話系統(tǒng)（聊天機(jī)器人）　165 7.1　簡介　165 7.2　向量空間中的詞表示　166 7.2.1　詞嵌入　166 7.2.2　余弦相似度　167 7.2.3　Word2Vec　168 7.2.4　Word2Vec的問題　169 7.2.5　Gensim　169 7.2.6　練習(xí)24：創(chuàng)建詞嵌入　169 7.2.7　全局向量（GloVe）　173 7.2.8　練習(xí)25：使用預(yù)訓(xùn)練的GloVe模型觀察詞語在平面上的分布　174 7.3　對話系統(tǒng)　179 7.3.1　聊天機(jī)器人的開發(fā)工具　180 7.3.2　對話代理的類型　180 7.3.3　創(chuàng)建基于文本的對話系統(tǒng)　182 7.3.4　練習(xí)26：創(chuàng)建第 一個(gè)對話代理　184 7.3.5　項(xiàng)目7：創(chuàng)建一個(gè)用來控制機(jī)器人的對話代理　189 7.4　小結(jié)　191 第8章　利用基于CNN的物體識別來指導(dǎo)機(jī)器人　193 8.1　簡介　193 8.2　多物體識別和檢測　194 8.2.1　練習(xí)27：構(gòu)建第 一個(gè)多物體檢測和識別系統(tǒng)　195 8.2.2　ImageAI　200 8.3　視頻中的多物體識別和檢測　202 項(xiàng)目8：視頻中的多物體檢測和識別　206 8.4　小結(jié)　206 第9章　機(jī)器人的計(jì)算機(jī)視覺　208 9.1　簡介　208 9.2　Darknet　209 Darknet基礎(chǔ)安裝　209 9.3　YOLO　210 9.3.1　使用YOLO進(jìn)行預(yù)測　211 9.3.2　在攝像頭上使用YOLO　215 9.3.3　練習(xí)28：YOLO編程　215 9.3.4　練習(xí)29：在ROS中集成YOLO　219 9.3.5　項(xiàng)目9：機(jī)器人保安　223 9.4　小結(jié)　224 附錄　本書項(xiàng)目概覽　225