人工智能技术导论

深入浅出： 以人工智能为主题，从人工智能概述开始，逐步深入探讨了人工智能的核心技术、人工智能技术在各个领域中的应用和发展。

技术前沿： 重点介绍了智能环保、智能家居、智能教育以及AI 通识教育平台等领域的新兴技术和趋势，使得读者都能了解人工智能的前沿思想。

本书是为了响应国家发展新产业新产品的号召而编写的，旨在为读者提供最前沿的人工智能技术知识和应用实践，帮助读者更好地了解人工智能的概念、核心技术和相关应用领域。

人工智能已经成为社会发展的重要力量，也是未来的发展趋势，为了进一步推动人工智能技术的发展和应用，本书强调了人才创新活力的重要性，致力于培养高水平工程师和高技能人才队伍，推广创新型、应用型、技能型人才培养机制，使读者了解人工智能的前沿思想。本书秉承“以读者为导向”的原则，致力于向广大读者介绍人工智能的基本概念、核心技术以及未来发展方向。

本书由湛江幼儿师范专科学校刘军、赵守凯、林海任主编，王征海、徐卉、钟毅、余铁青任副主编。本书结合了大量文献资料和网站的信息，力求呈现最全面、最前沿、最实用的人工智能技术与应用，为读者提供广阔的视野和深入的理解，使读者能够全面掌握人工智能的前沿知识；注重思想政治引导，始终贯穿社会主义核心价值观，通过对人工智能技术的深入探讨和分析，引导读者树立正确的价值观和人生观。

在此，感谢王骥教授、肖来胜教授和张子石教授对本书的编写提出了许多宝贵的指导意见，以及黄超权、王小金、陈其嶙进行资料整理和习题校对的辛勤工作。

希望读者在阅读本书的同时，能够积极参与人工智能产业的发展和推广，为实现国家“创新驱动、内需扩大、科技强国”的战略目标贡献自己的力量，也希望本书能够成为广大读者学习人工智能技术的重要参考资料。

编 者

2023年4月

前言
第1章 人工智能概述 1
1.1 人工智能的起源 1
1.1.1 第一阶段 1
1.1.2 第二阶段 3
1.1.3 第三阶段 4
1.1.4 人工智能大数据时代 5
1.2 人工智能的概念 9
1.2.1 人工智能的定义 9
1.2.2 人工智能的分类 11
1.2.3　人工智能的应用 12
1.2.4　人工智能的研究方向 17
习题 20
第2章 人工智能的核心技术 22
2.1 机器学习 22
2.1.1 概述 22
2.1.2 机器学习研究 24
2.1.3 机器学习类型 24
2.2 深度学习 27
2.2.1 概述 27
2.2.2 人类视觉原理 28
2.2.3 卷积神经网络 29
2.3 强化学习 31
2.3.1 概述 32
2.3.2 基本模型和原理 32
2.3.3 网络模型设计 32
2.4 人工智能产业技术 33
2.4.1 自然语言处理技术 34
2.4.2 智能语音技术 36
2.4.3 视觉技术 38
2.4.4 智能规划 43
习题 44
第3章 智慧城市与智能交通 45
3.1 智慧城市 45
3.1.1 智慧平安城市的发展背景 45
3.1.2 智能应急救援 46
3.1.3 京东智慧城市 48
3.2 智能交通 51
3.2.1 无人驾驶运输 51
3.2.2 无人智慧港口 53
3.2.3 百度车路智行 55
3.2.4 小马智行 57
3.2.5 文远知行车队 58
3.3 自动驾驶车型 59
3.3.1 吉利缤越 59
3.3.2 宝马4系 61
3.3.3 上汽通用 62
3.3.4 WEY VV7 63
3.3.5 大众探岳 65
习题 66
第4章 智能农业 67
4.1 智能农业发展趋势 67
4.1.1 农业1.0——传统农业 67
4.1.2 农业2.0——机械化农业 67
4.1.3 农业3.0——自动化农业 69
4.1.4 农业4.0——智能农业 71
4.2 智能农业种植 72
4.2.1 种植业发展介绍 72
4.2.2 智能种植 76
4.3 智能农业机器人 81
4.3.1 果蔬采摘机器人 81
4.3.2 除草机器人 83
4.3.3 农产品分拣机器人 84
习题 86
第5章 智能安防 87
5.1 智能安防技术 87
5.1.1 概述 87
5.1.2 智能安防需求 89
5.2 智能安防应用场景 90
5.2.1 社区安全 91
5.2.2 食品安全 93
5.2.3 环境安全 94
5.3 智能安防应用解决方案 94
5.3.1 软件定义摄像机 94
5.3.2 智能安全分析 96
5.3.3 智能消防 97
5.3.4 警务大脑 99
5.3.5 全城Smart智慧监控 101
习题 102
第6章 智能工业 104
6.1 从工业1.0到工业4.0 104
6.1.1 工业1.0到工业4.0的演变过程 104
6.1.2 工业4.0 106
6.2 中国制造2025 107
6.2.1 概述 107
6.2.2 战略任务 108
6.3 智能工厂 109
6.3.1 智能工厂的概念 109
6.3.2 智能工厂的特点 110
6.3.3 智能工厂的衡量标准 110
6.3.4 国内外的智能工厂案例 111
6.4 工业机器人 113
6.4.1 工业机器人的概念 113
6.4.2 工业机器人的发展 113
6.4.3 人工智能技术在工业机器人中的
应用 114
6.4.4 工业机器人的应用 115
6.4.5 工业机器人的产业发展趋势 117
习题 118
第7章 智能物流 120
7.1 概述 120
7.1.1 智能物流的概念 120
7.1.2 发展方向 121
7.2 主要技术 126
7.2.1 自动识别技术 126
7.2.2 数据挖掘技术 127
7.2.3 人工智能技术 128
7.2.4 GIS技术 129
7.3 智能物流中的人工智能应用 130
7.3.1 仓储机器人 130
7.3.2 无人仓 131
7.3.3 无人机配送 132
7.3.4 智能物流站 133
习题 133
第8章 智能环保 134
8.1 概述 134
8.1.1 智能环保的概念 134
8.1.2 发展方向 135
8.2 智能环境监测 136
8.2.1 传感器技术 136
8.2.2 无人机 138
8.2.3 系统架构 138
8.3 智能废物处理 142
8.3.1 智能扫地机器人 143
8.3.2 智能垃圾分类箱 144
8.4 智能环保技术的发展趋势 144
习题 145
第9章 智能家居 146
9.1 概述 146
9.1.1 智能家居的概念 146
9.1.2 智能家居的起源 147
9.1.3 智能家居的框架 148
9.1.4 智能家居与普通家居的区别 149
9.1.5 智能家居的特点 150
9.2 物联网技术应用认知 150
9.2.1 物联网概述 150
9.2.2 物联网的架构 150
9.2.3 物联网基本特点 151
9.3 智能终端设备识别 151
9.3.1 ZigBee设备识别 151
9.3.2 Bluetooth设备识别 152
9.3.3 可燃气体探测器识别 152
9.3.4 热红外人体探测识别 153
9.3.5 水浸控制识别 153
9.3.6 烟雾探测器识别 154
9.3.7 声光报警器识别 155
9.4 智能家居的发展前景 155
9.4.1 智能家居的应用前景 155
9.4.2 智能家居行业未来的发展趋势 155
习题 156
第10章 智能教育 157
10.1 人工智能教育 157
10.1.1 智能教育的概念 157
10.1.2 人工智能 158
10.2 智能时代的教育 161
10.2.1 人工智能如何推动教育发展？ 161
10.2.2 智能教育将如何发展？ 162
10.3 智能教育的特点及发展对策 163
10.3.1 智能教育的优势 163
10.3.2 智能教育的劣势 164
10.3.3 智能教育的发展对策 165
10.4 智能教育管理 165
10.4.1 智能管理—让教育管理更有
效率 165
10.4.2 人脸识别 165
10.4.3 情感计算 166
10.4.4 课堂考勤 166
10.4.5 考试监考 166
10.4.6 宿舍管理 166
10.4.7 智慧校园的建设 167
10.5 智能教育的发展趋势 167
习题 168
第11章 AI通识教育平台 169
11.1 AI通识教育平台的基本操作 169
11.1.1 概述 169
11.1.2 注册和登录平台 170
11.1.3 认识操作面板 172
11.1.4 功能控件 174
11.1.5 项目保存/共享 177
11.2 场景搭建基础 178
11.2.1 什么是控件？ 178
11.2.2 控件的创建 178
11.2.3 控件的使用 179
11.2.4 控件的删除 182
11.3 智能交通场景设计与实训 182
11.3.1 车辆目标检测 182
11.3.2 卡车检测并提醒 185
11.4 智能安防场景设计与实训 187
11.4.1 应用场景 187
11.4.2 任务要求 187
11.4.3 控件设计 187
11.4.4 数据流连线 189
11.5 智能农业场景设计与实训 190
11.5.1 应用场景 190
11.5.2 任务要求 190
11.5.3 控件设计 190
11.5.4 数据流连线 191
11.6 智能商业场景设计与实训 192
11.6.1 应用场景 192
11.6.2 任务要求 192
11.6.3 控件设计 192
11.6.4 数据流连线 194
11.7 智能家居场景设计与实训 195
11.7.1 应用场景 195
11.7.2 任务要求 195
11.7.3 控件设计 195
11.7.4 数据流连线 196
11.8 智能物流场景设计与实训 197
11.8.1 应用场景 197
11.8.2 任务要求 197
11.8.3 控件设计 197
11.8.4 数据流连线 198
11.9 智能环保场景设计与实训 199
11.9.1 应用场景 199
11.9.2 任务要求 199
11.9.3 控件设计 199
11.9.4 数据流连线 200
参考文献 201

1. 输水管线工程风险管理 [张勇 党亥生 著]
2. 民用航空飞机标准线路施工 [主编　王志敏　陈明]
3. 不息的水脉—大运河讲谈录 [赵珩　著]
4. 实用运筹学 [主编　邢育红　于晋臣]
5. 三峡梯级电站水资源决策支持系统研究与开发 [姚华明 潘红忠 汤正]
6. 海南黎族民俗文化鉴赏 [庞国华　著]
7. 石墨烯在太赫兹及中红外频段电磁器件设计中的应用 [李艳秀 庄华伟 著]
8. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
9. 办公自动化高级应用 [陈萍 朱晓玉]
10. 信息处理技术员考试32小时通关 [薛大龙]
11. 电子产品设计案例教程（微课版）—基于嘉立创EDA（专业版） [王静 莫志宏 陈学昌 丁红]
12. C程序设计实践教程 [刘卫国]
13. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
14. Web技术开发教程（基于.NET开源MVC框架） [王合闯 韩红玲 王青正 陈海蕊]
15. 商务英语翻译教程（笔译）（第四版） [主编 王军平]
16. 智慧零售技术与应用 [洪旭 著]
17. 建设工程法规实务 [主编 余滢]
18. 商务秘书理论与实务（第三版） [主编 张同钦]
19. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
20. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
21. 劳动争议处理实务 [主编 王秀卿 罗静]
22. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
23. 语音识别理论与实践 [主编　莫宏伟]
24. 信息系统项目管理师章节习题与考点特训（第二版） [主编 薛大龙]
25. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
26. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
27. 画法几何与机械制图习题集（多学时） [主编 赵军]
28. HCIA-Datacom认证题库分类精讲 [主 编 韩立刚]
29. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
30. 网络规划设计师备考一本通 [夏杰 编著]