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本書結(jié)合全國大學(xué)生智能汽車競賽百度智慧交通創(chuàng)意賽和完全模型組競速賽，循序漸進地對Python和深度學(xué)習(xí)的基本知識進行了全面、系統(tǒng)的介紹。全書共11章，分為Python基礎(chǔ)知識體系、Python文件處理與數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論與實踐、智能車競賽任務(wù)與實踐四部分，詳細介紹了Python基礎(chǔ)知識、Python數(shù)據(jù)分析方法、機器學(xué)習(xí)概念、全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的理論及產(chǎn)業(yè)級工程項目實踐等。通過學(xué)習(xí)本書，學(xué)生可以從零基礎(chǔ)開始，到能完成深度學(xué)習(xí)模型設(shè)計及部署驗證，完成智能汽車競賽中關(guān)于圖像處理和深度學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)。
本書內(nèi)容豐富、敘述清晰、循序漸進，采用新形態(tài)構(gòu)建形式，配套有MOOC、教學(xué)案例、習(xí)題等。本書可作為智能車輛、智慧交通、計算機、自動控制等專業(yè)的人工智能入門教材，也可作為全國大學(xué)生智能汽車競賽的參考書。

黨的二十大報告指出，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅為汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展注入新的強大動能，更將帶動智能交通等領(lǐng)域的深刻變革。
汽車智能駕駛核心技術(shù)是感知、決策和控制。通過攝像頭、雷達等設(shè)備獲取車輛周圍環(huán)境信息，然后使用深度學(xué)習(xí)、計算機視覺等技術(shù)對信息進行處理和分析，最終確定車輛的行駛策略和路徑規(guī)劃控制。全國大學(xué)生智能汽車競賽是以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學(xué)生的一種具有探索性的工程實踐活動，是倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。近年來，全國大學(xué)生智能汽車競賽增加了不少深度學(xué)習(xí)方面的競賽內(nèi)容。人工智能技術(shù)可以使汽車更加智能化，從而實現(xiàn)智能駕駛和自動駕駛，提高行車安全性和舒適性。
為了培養(yǎng)學(xué)生利用人工智能賦能汽車的能力，本書以基于Python養(yǎng)成計算思維、能用Python做數(shù)據(jù)分析、學(xué)懂AI、能設(shè)計深度學(xué)習(xí)模型解決復(fù)雜工程問題為教學(xué)目標(biāo)，基于智能汽車競賽內(nèi)容和產(chǎn)業(yè)級工程實踐項目為各知識點設(shè)計了豐富的教學(xué)實例，實現(xiàn)理論和實踐緊密結(jié)合。通過學(xué)習(xí)本書，學(xué)生可以從零基礎(chǔ)開始，到能完成深度學(xué)習(xí)模型設(shè)計及部署驗證，進而完成智能汽車競賽中關(guān)于圖像處理和深度學(xué)習(xí)相關(guān)的任務(wù)。
整體來講，本書具有以下特色：
1）實用性和實踐性強。本書為高校和企業(yè)合作編著的教材，引入了產(chǎn)業(yè)級工程實踐項目，并基于全國大學(xué)生智能汽車競賽設(shè)計各知識點的教學(xué)實例，以競賽內(nèi)容串聯(lián)各章理論知識點，實現(xiàn)教材和學(xué)科競賽的深度融合，有力地促進了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的提升。
2）內(nèi)容豐富且循序漸進。本書從零基礎(chǔ)開始講解Python語言，逐步過渡到設(shè)計深度學(xué)習(xí)模型完成智能汽車競賽的自動巡航、目標(biāo)檢測任務(wù)等。本書配套有講解視頻、實踐項目、習(xí)題等豐富的教學(xué)資源。
本書在編寫過程中，得到了北京航空航天大學(xué)研究生蔡捍和張峰的大力幫助和支持，謹在此向他們表示深切的謝意。
本書在編寫過程中參閱了大量教材、文件、網(wǎng)站資料及有關(guān)參考文獻，并引用其中部分論述和例文，主要參考文獻附錄于后，但由于篇幅有限，還有一些參考書目未能一一列出，在此謹向相關(guān)作者表示謝忱和歉意。
本書配有MOOC，網(wǎng)址為https://www.icourse163.org/course/BUAA-1470412177。
由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，誠望廣大讀者不吝賜教，提出寶貴意見。

編著者

前言
二維碼清單
第1部分　Python 基礎(chǔ)知識體系
第1章?緒論 / 002
1.1?人工智能的發(fā)展及基本概念 / 002
1.1.1?人工智能的起源與發(fā)展 / 002
1.1.2?中國人工智能技術(shù)的發(fā)展 / 004
1.1.3?人工智能的基本概念 / 007
1.2?智能汽車及全國大學(xué)生智能汽車競賽 / 009
1.2.1?智能汽車技術(shù)概述 / 009
1.2.2?全國大學(xué)生智能汽車競賽簡介 / 010
1.3?程序設(shè)計語言及Python語言簡介 / 011
1.3.1?低級語言和高級語言 / 011
1.3.2?結(jié)構(gòu)化語言和面向?qū)ο笳Z言 / 013
1.3.3?Python語言特點 / 013
1.3.4?Python開發(fā)環(huán)境及小實例 / 014
習(xí)題 / 018
第2章?Python基本語法元素及數(shù)據(jù)類型 / 020
2.1?程序的基本設(shè)計方法 / 020
2.1.1?IPO程序設(shè)計方法 / 020
2.1.2?實例：ReLU激活函數(shù) / 021
2.1.3?實例：智能車差速轉(zhuǎn)向 / 021
2.2?Python基本語法元素 / 022
2.2.1?注釋(comment) / 022
2.2.2?縮進(indent) / 023
2.2.3?標(biāo)識符(identifier) / 023
2.2.4?賦值語句 / 024
2.2.5?input()函數(shù) / 025
2.2.6?print()函數(shù) / 025
2.2.7?eval()函數(shù) / 026
2.2.8?分支語句 / 026
2.2.9?功能庫引用 / 027
2.3?Python基本數(shù)據(jù)類型 / 027
2.3.1?數(shù)字類型概述 / 027
2.3.2?數(shù)字類型的操作 / 029
2.3.3?字符串類型概述 / 032
2.3.4?字符串類型的操作 / 033
2.3.5?字符串類型的格式化 / 036
2.4?math庫 / 037
2.4.1?math庫概述 / 037
2.4.2?math庫常用函數(shù) / 038
2.4.3?實例：使用math庫計算組合數(shù)和排列數(shù) / 040
2.5?time庫 / 040
2.5.1?time庫概述 / 040
2.5.2?time庫常用函數(shù) / 041
2.5.3?實例：使用time庫計算代碼執(zhí)行時間 / 041
習(xí)題 / 042
第3章?程序控制結(jié)構(gòu) / 044
3.1?程序流程圖與基本結(jié)構(gòu) / 044
3.2?程序的分支結(jié)構(gòu) / 046
3.2.1?單分支結(jié)構(gòu)：if語句 / 046
3.2.2?二分支結(jié)構(gòu)：if- else語句 / 047
3.2.3?多分支結(jié)構(gòu)：if- elif- else語句 / 047
3.2.4?實例：簡單計算器 / 048
3.3?程序的循環(huán)結(jié)構(gòu) / 048
3.3.1?遍歷循環(huán)：for循環(huán) / 049
3.3.2?條件循環(huán)：while循環(huán) / 050
3.3.3?循環(huán)保留字：break和continue / 051
3.4?程序異常處理 / 053
3.5?random庫 / 054
3.5.1?random庫概述 / 054
3.5.2?random庫使用 / 054
3.6?turtle庫 / 055
3.6.1?turtle庫概述 / 055
3.6.2?turtle庫使用 / 055
3.6.3?實例：智能車競賽車道線繪制 / 058
習(xí)題 / 060
第4章?函數(shù)和類 / 062
4.1?代碼復(fù)用和模塊化設(shè)計 / 062
4.2?函數(shù) / 063
4.2.1?函數(shù)的定義和調(diào)用 / 063
4.2.2?函數(shù)參數(shù)傳遞 / 064
4.2.3?函數(shù)的返回值 / 066
4.2.4?函數(shù)的遞歸 / 067
4.2.5?局部變量和全局變量 / 068
4.2.6?匿名函數(shù)：lambda函數(shù) / 069
4.2.7?實例：單層感知器函數(shù)設(shè)計 / 070
4.3?面向?qū)ο蠛皖?/ 072
4.3.1?面向?qū)ο缶幊袒靖拍?/ 072
4.3.2?類和對象 / 073
4.3.3?基類和繼承 / 076
4.4?實例：智能車自動巡航類創(chuàng)建 / 078
4.5?實例：單層感知器類創(chuàng)建 / 079
習(xí)題 / 080
第5章?組合數(shù)據(jù)類型 / 083
5.1?概述 / 083
5.2?序列類型 / 084
5.2.1?元組及其操作 / 085
5.2.2?列表及其操作 / 086
5.2.3?列表操作 / 089
5.3?集合類型 / 093
5.3.1?集合的創(chuàng)建 / 093
5.3.2?集合的操作 / 093
5. 4?映射類型 / 096
5.4.1?字典的創(chuàng)建和訪問 / 097
5.4.2?字典的操作 / 098
5.4.3?實例：使用字典實現(xiàn)英文詞頻統(tǒng)計 / 101
5.4.4?實例：用類創(chuàng)建智能車自動巡航的字典 / 102
5.5?jieba庫 / 103
5.5.1?jieba庫概述 / 103
5.5.2?jieba庫安裝與分詞方法 / 103
5.5.3?實例：智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略詞頻統(tǒng)計 / 104
5.6?wordcloud庫 / 105
5.6.1?wordcloud庫概述 / 105
5.6.2?wordcloud庫安裝 / 106
5.6.3?wordcloud對象創(chuàng)建及參數(shù)設(shè)置 / 106
5.6.4?實例：黨的二十大報告詞云生成 / 107
習(xí)題 / 109
第2部分　Python 文件處理與數(shù)據(jù)分析
第6章?文件和數(shù)據(jù)格式化 / 112
6.1?文件的使用 / 112
6.1.1?文件的理解 / 112
6.1.2?文件的打開和關(guān)閉 / 114
6.1.3?文件的讀取 / 115
6.1.4?文件的寫入 / 118
6.1.5?實例：賽車道自動繪制 / 120
6.1.6?os庫和zipfile庫 / 122
6.1.7　實例：車輛圖片數(shù)據(jù)集處理 / 123
6.2?數(shù)據(jù)的格式化和處理 / 125
6.2.1?一維數(shù)據(jù) / 125
6.2.2?二維數(shù)據(jù) / 126
6.2.3?高維數(shù)據(jù)json庫使用 / 130
6.2.4?實例：車輛圖片json文件處理 / 132
6.3?PIL庫 / 133
6.3.1?PIL庫簡介 / 133
6.3.2?Image對象 / 133
6.3.3?圖像格式轉(zhuǎn)換 / 135
6.3.4?圖像縮放 / 136
6.3.5?圖像分離與融合 / 138
6.3.6?圖像幾何變換 / 140
6.3.7　其他圖像處理類 / 141
6.4?OpenCV庫 / 144
6.4.1?OpenCV庫簡介 / 144
6.4.2?OpenCV常用庫函數(shù) / 144
6.4.3?色彩空間轉(zhuǎn)換 / 146
習(xí)題 / 149
第7章?Python計算生態(tài)及機器學(xué)習(xí)概述 / 151
7.1?計算思維的概念 / 151
7.2?Python計算生態(tài) / 152
7.2.1?Python計算生態(tài)簡介 / 152
7.2.2?常用庫簡介 / 153
7.3?Python數(shù)據(jù)分析庫 / 155
7.3.1?numpy庫 / 155
7.3.2?pandas庫 / 168
7.3.3?matplotlib庫 / 173
7.3.4?實例：loss和acc曲線繪制

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