第1章人工智能應用開發概述 001
1.1人工智能技術的發展 002
1.2新一代人工智能技術體繫 003
1.3人工智能技術的應用 004
1.3.1大數據應用 005
1.3.2機器視覺 005
1.3.3語音處理 005
1.3.4自然語言處理 006
1.4嵌入式人工智能 007
1.5人工智能對社會的影響 007

第2章智能車平臺 009
2.1智能車硬件組成 010
2.1.1嵌入式樹莓派微型電腦 011
2.1.2直流電機及控制 013
2.1.3超聲波測距 014
2.1.4紅外避障模塊 016
2.1.5循跡模塊 017
2.1.6攝像頭 018
2.1.7語音處理設備 018
2.2智能車應用開發入門 019
2.2.1樹莓派開發環境 019
2.2.2基於Python的智能車控制 022
2.2.3基於C/C 的智能車控制 025

第3章人工智能應用開發框架 029
3.1TensorFlow開發環境介紹  030
3.2TensorFlow開發環境搭建 030
3.2.1在樹莓派上安裝TensorFlow 031
3.2.2在Ubuntu上安裝TensorFlow 031
3.3TensorFlow編程 037
3.3.1TensorFlow的編程模型 038
3.3.2TensorFlow的神經網絡模型 040
3.3.3卷積神經網絡及應用 046
3.3.4TensorFlow的高層封裝 054

第4章機器視覺應用開發 060
4.1OpenCV開源視覺庫編程 061
4.1.1OpenCV開發環境的搭建 062
4.1.2實踐項目 068
4.2基於Dlib庫的人臉識別 077
4.2.1Dlib庫的安裝 077
4.2.2實踐項目 078
4.3基於YOLO V3的實時目標檢測 092
4.3.1深度學習和YOLO V3簡介 093
4.3.2訓練自己的數據集 093

第5章語音識別應用開發 111
5.1  語音識別應用框架 112
5.1.1  語音識別常用算法 113
5.1.2  語音識別設備 117
5.1.3  本地語音識別與雲端語音識別 118
5.2  基於Sphinx的本地語音識別 119
5.2.1  Sphinx軟件包的安裝 119
5.2.2  語料庫的訓練 121
5.2.3  聲卡安裝使用 123
5.2.4  源碼示例 127
5.3  基於科大訊飛的語音識別 134
5.3.1  科大訊飛的語音識別框架及產品分類 134
5.3.2  用科大訊飛API實現本地語音文件識別 135
5.3.3  用科大訊飛實現離線語音識別 138
5.4  基於百度智能雲的語音識別 142
5.4.1  基於百度雲平臺的語音識別方案 142
5.4.2  百度雲語音識別的繫統設計 142
5.4.3  百度雲語音識別算法調用 144
5.4.4  雲語音算法模型的訓練 145
5.4.5  雲語音應用 146
5.5  應用實例——智能車的語音控制 150
5.5.1  語音識別應用框架繫統分析 150
5.5.2  機客戶端功能及模塊化分 151
5.5.3  樹莓派智能車服務端功能及模塊劃分 152
5.5.4  TCP傳輸協議 153
5.5.5  語音識別應用開發環境的搭建 156
5.5.6  語音識別應用開發實例 180

第6章基於腦機接口的智能車控制 184
6.1  腦機接口簡介 185
6.1.1  腦機接口的用途 185
6.1.2  腦機接口的原理 186
6.2  腦機接口硬件設計 187
6.2.1  信號采集 188
6.2.2  信號傳輸與處理 189
6.3  基於腦機接口的智能車控制 192
6.4  腦機接口應用拓展 199

參考文獻 200

人工智能技術經過60多年的發展，已經在很多領域得到廣泛應用，並逐漸引領新一輪產業的變革，推動人類社會進入智能化時代。黨的二十大報告提出構建新一代信息技術、人工智能……等一批新的增長引擎，指出了發展人工智能的重要性，為人工智能領域的創新發展提供了重要指導。機器人作為人工智能技術的最佳載體，已逐步成為學習人工智能應用開發的最佳平臺，並逐步融入大學的課程體繫中。
2014 年，筆者有幸參加了美國亞利桑那州立大學陳以農教授關於計算機導論課程中應用機器人平臺的相關培訓，並對機器人平臺在教學中的應用產生了濃厚興趣。青島科技大學信息科學技術學院在院長劉國柱教授的組織下，成立了機器人教學團隊，進行了機器人設備的研發、教材教學資源的開發等工作。
團隊積極學習貫徹黨的二十大精神，深入推進新時代人纔培養，不斷創新教學模式，培養具有創新意識和實踐能力的高素質人纔。2017 年，團隊將機器人教學平臺融入軟件工程專業的人纔培養方案中，將智能車、機械臂、人形機器人等設備與專業課程相結合，構建了創新型課程體繫，為學生創新能力的培養奠定了基礎。
本書由筆者帶領青島科技大學機器人教學團隊根據近幾年的教學及創新比賽經驗編寫而成。首先，團隊自主設計了基於樹莓派的智能車，開發了中間件軟件，與VIPLE 圖形化編程工具集成在一起，為大一學生學習機器人編程奠定了基礎。而且，團隊在智能車的基礎上，使用C/C 及Python 等編程語言開發了更多的人工智能應用，積累了大量的教學資源。本書對這些教學資源進行了梳理。第１章介紹了人工智能相關基礎知識，讓讀者對最新的人工智能技術有一個清晰的概要了解；第２章介紹了智能車的軟硬件組成，為後續開發奠定基礎；第３章介紹了人工智能相關開發框架，以TensorFlow 框架為主；第4 章則主要介紹機器視覺方面的實現；第5 章以語音處理的實現為主；最後一章則介紹了腦機接口方面的簡單應用，為讀者拓展思路，提供更多人工智能開發的方向。
本書第1、2 章由馬興錄編寫；第3章由劉揚編寫；第4章由孫振負責編寫；第5章由李德奎負責編寫；第6章由陶冶編寫；王劍峰負責書中代碼的整理與驗證。全書由馬興錄統稿，學校圖書館的趙孝芬進行了文字校對。部分研究生參與了書稿編寫與校對工作，在此一並表示感謝！

馬興錄
2023 年8 月