随着人工智能技术的发展，智能无人系统成为其中一个重要的研究领域。本书全面介绍智能无人系统的基本概念、主要类型、基础理论、关键技术以及主要应用。具体包括：智能无人系统的由来、智能无人系统感知、智能无人系统控制与决策、智能无人系统智能技术、空中智能无人系统、空间智能无人系统、地面智能无人系统、水中智能无人系统、医用智能无人系统以及智能工厂等。本书还重点反映智能无人系统领域的最新成果，并展望该领域未来发展方向。

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1988年9月至1993年7月 在清华大学自动化系自动控制专业学习，获学士学位 1993年9月至1995年7月 在清华大学自动化系自动化仪表及装置专业学习，获硕士学位 1995年9月至1999年9月 在清华大学自动化系检测技术与自动化装置专业学习，获博士学位 1999年10月至2002年9月 在日本国立佐贺大学大学院工学系研究科系统控制专业学习，获博士学位2006年4月至今 清华大学自动化系 副教授，教授，博士生导师复杂协作系统新颖异常检测与在线容错控制方法研究，中国自动化学会自然科学奖一等奖，2021年，排名第1（本书依托项目）

目录
“新一代人工智能理论、技术及应用丛书”序
前言
第1章 智能无人系统的由来 1
1.1 智能无人系统的概念 1
1.2 智能无人系统的发展历程 2
1.2.1 工业机器人 2
1.2.2 无人驾驶车 4
1.2.3 无人机 6
1.2.4 服务机器人 9
1.3 智能无人系统的发展现状 13
1.3.1 无人机 13
1.3.2 无人驾驶车 14
1.3.3 服务机器人 16
参考文献 19
第2章 智能无人系统感知 21
2.1 智能无人系统的运动感知 21
2.1.1 机器人运动定位 21
2.1.2 角位置和角速度测量——增量式码盘 22
2.1.3 姿态测量——惯性测量单元 24
2.1.4 机器人运动导航 26
2.1.5 同时定位与建图 29
2.2 智能无人系统视觉感知 30
2.2.1 主要机器人视觉传感器 30
2.2.2 主要机器视觉处理算法 36
2.3 智能无人系统语音感知 40
2.3.1 主要机器人语言传感器 40
2.3.2 主要机器人语音处理算法 44
参考文献 49
第3章 智能无人系统控制与决策 51
3.1 智能无人系统控制方法 51
3.1.1 机理与数据双驱动建模 52
3.1.2 分布式协同控制 53
3.1.3 安全可信控制 55
3.2 智能无人系统决策方法 57
3.2.1 主动学习 58
3.2.2 迁移学习 59
3.2.3 对抗学习 61
参考文献 62
第4章 智能无人系统智能技术 64
4.1 SLAM技术 64
4.1.1 SLAM技术的发展历程 65
4.1.2 SLAM技术分类 67
4.2 机器学习 70
4.2.1 机器学习的发展阶段 72
4.2.2 归纳学习 74
4.2.3 决策树学习 75
4.2.4 神经网络学习 76
4.2.5 强化学习 76
4.3 自然语言理解 78
4.3.1 自然语言理解的研究历史 79
4.3.2 自然语言理解研究的主要方法及理论 80
4.3.3 汉语理解 84
4.4 多智能体协同 85
4.4.1 行为协同 86
4.4.2 任务协同 89
4.5 人机交互 90
4.5.1 交互方式 92
4.5.2 交互过程 94
参考文献 97
第5章 空中智能无人系统 99
5.1 无人机的分类 100
5.1.1 按无人机应用领域分类 100
5.1.2 按无人机机翼布局样式分类 101
5.1.3 按无人机的控制方式分类 107
5.1.4 按无人机的性能指标分类 113
5.2 无人机的应用 114
5.2.1 无人机在军事领域的应用 114
5.2.2 无人机在民用领域的应用 123
参考文献 129
第6章 空间智能无人系统 131
6.1 空间机器人的定义和发展历程 131
6.1.1 空间机器人的定义 131
6.1.2 空间机器人的发展历程 133
6.2 空间机器人的特点和分类 136
6.2.1 空间机器人的特点 136
6.2.2 空间机器人的分类 138
6.3 空间机器人的关键技术 139
6.3.1 目标检测与分类 139
6.3.2 多模态传感器信息融合 140
6.3.3 智能决策 141
6.3.4 抓捕过程碰撞动力学 143
6.3.5 空间机器人地面验证系统 144
6.3.6 强化学习在空间机器人规划和控制中的应用 146
6.3.7 非合作目标的自主相对位姿测量 148
6.3.8 空间机器人对非合作目标的自主接管 151
6.3.9 空间机器人工作空间及构型优化 154
6.3.10 空间机器人容错控制研究 156
6.3.11 空间机器人系统故障诊断 158
6.4 空间机器人的应用 160
6.4.1 在轨服务空间机器人 160
6.4.2 行星探测智能机器人 167
参考文献 178
第7章 地面智能无人系统 179
7.1 地面智能无人系统的发展历程 179
7.1.1 无人驾驶车 179
7.1.2 智能无人物流系统 180
7.1.3 智能工厂 183
7.2 地面智能无人系统的基本组成 184
7.3 地面智能无人系统的主要应用 184
7.3.1 智能工厂 184
7.3.2 智能载客车 187
7.3.3 智能无人物流系统 190
参考文献 196
第8章 水中智能无人系统 197
8.1 水面无人系统 198
8.1.1 概念与分类 198
8.1.2 研究现状 199
8.1.3 关键技术 207
8.1.4 发展趋势 211
8.2 水下无人系统 213
8.2.1 概念与分类 213
8.2.2 研究现状 214
8.2.3 关键技术 221
8.2.4 发展趋势 225
8.2.5 应用 227
8.3 水中无人集群系统 229
8.3.1 概念 229
8.3.2 研究现状 229
8.3.3 关键技术 232
参考文献 236
第9章 医用智能无人系统 238
9.1 智能诊断系统 245
9.2 医用外科机器人 246
9.2.1 计算机外科辅助设计技术 246
9.2.2 手术导航技术 247
9.2.3 医用外科机器人的分类 248
9.2.4 医用外科机器人系统的总体框架 249
9.3 康复机器人 253
9.4 医学教育机器人 254
9.5 医用无人系统的应用 255
9.5.1 智能诊断系统的应用 255
9.5.2 医用外科机器人的应用 258
9.5.3 康复机器人的应用 267
参考文献 280
第10章 智能工厂 282
10.1 智能工厂的发展历程 282
10.1.1 德国工业4.0战略的演进 282
10.1.2 美国工业4.0战略的演进 283
10.1.3 中国工业4.0战略的演进 284
10.1.4 智能工厂——实现智能制造的基础 284
10.2 智能工厂的关键技术 286
10.2.1 智能工厂的理论模型 286
10.2.2 智能工厂的主要技术 288
10.3 智能工厂的主要应用 293
10.3.1 制造流程与数字化应用 293
10.3.2 智能工厂的建设模式 294
10.3.3 智能工厂的落地场景 296
10.3.4 智能工厂的示范用例 299
参考文献 301
第11章 结束语 302