前言

移动机器人产品开发过程大致包含3个阶段。第一阶段称为做原理样机的阶段，这时侧重对机械本体、控制算法的设计和研究。比如波士顿动力的Bigdog、Atlas和钢铁侠科技的双足人形机器人ART-0、ART-1、ART-3，虽然表现炫酷，但是只能做设定好的动作或在设定好的环境下运动。其典型特征是机器人没有摄像头等传感器。第二阶段称为做人工智能的阶段，这时侧重对视觉、交互方面的研究和分析。比如特斯拉的人形机器人擎天柱和钢铁侠科技的人形机器人ART-2、ART-4，都是在对机器人实现控制的同时，为机器人添加了视觉，通过视觉反馈让机器人完成任务。第三阶段称为做应用的阶段，这时会把机械本体、控制算法和人工智能相结合，开发机器人“运动脑”，让机器人具备自主或协同完成任务的能力，侧重对产品可靠性和成熟度方面的研究。如俄罗斯宇航局的人形机器人Fedor和钢铁侠科技的人形机器人ART-5，都是面向太空在轨服务而设计的机器人，具备完成任务的能力。

本书的编写工作，正是面向机器人产品开发过程的第二和第三阶段而展开的。全书分为三篇：认知篇、框架篇和实战篇。认知篇为读者讲解了人工智能基本知识，重点介绍了卷积神经网络和图像目标检测。只有掌握了基本原理，才可以真正领悟深度学习的数学基础。框架篇结合工程实践的需要，为读者介绍了PyTorch和PaddlePaddle两种框架。这两种框架在产业内应用较为广泛，可以节省开发团队大量时间。实战篇结合移动机器人的硬件平台，介绍了一系列的工程实践项目。三篇层层递进，引导读者深入学习深度学习相关知识和技术。

本书介绍的理论知识，可以作为图像感知、目标检测和导航规划方面的重要理论基础，应用于机器人巡检、侦查、抓取、搬运、导航等方面。最近5年，依据本书内容做成的产品和课件，在全国500多所大学里被广泛使用。很多学校基于本书内容，设计了各种有意思的毕业设计课题。相信未来也会有很多青出于蓝的新技术值得一起探讨。

为了方便读者学习，读者可以登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后下载本书相关代码。

本书由张锐主编、北京钢铁侠科技有限公司编著，在编写过程中吸纳了全国数十位大学老师的建议。希望通过尽自己的微薄之力，帮助科研工作者、高校教师及相关专业学生，快速理解深度学习相关理论基础及实践方法，推进我国无人驾驶和智能机器人事业的快速发展。由于编者能力有限，书中难免有不到之处，烦请读者批评指正。

在本书付诸出版之际，感谢公司研发团队的辛勤付出，感谢电子工业出版社张迪等老师的悉心指导，感谢北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会给予“高算力低功耗机器人步态控制器研制”和“高抗扰性目标检测技术及应用”两项科技重大专项支持，感谢以各种形式帮助我们的朋友们。钢铁侠科技向各位致以深深的谢意。

北京钢铁侠科技有限公司

2023年6月