前言
二維碼清單
第1部分Python 基礎知識體繫
第1章?緒論 / 002
1.1?人工智能的發展及基本概念 / 002
1.1.1?人工智能的起源與發展 / 002
1.1.2?中國人工智能技術的發展 / 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生智能汽車競賽 / 009
1.2.1?智能汽車技術概述 / 009
1.2.2?全國大學生智能汽車競賽簡介 / 010
1.3?程序設計語言及Python語言簡介 / 011
1.3.1?低級語言和高級語言 / 011
1.3.2?結構化語言和面向對像語言 / 013
1.3.3?Python語言特點 / 013
1.3.4?Python開發環境及小實例 / 014
習題 / 018
第2章?Python基素及數據類型 / 020
2.1?程序的基本設計方法 / 020
2.1.1?IPO程序設計方法 / 020
2.1.2?實例：ReLU激活函數 / 021
2.1.3?實例：智能車差速轉向 / 021
2.2?Python基素 / 022
2.2.1?注釋(comment) / 022
2.2.2?縮進(indent) / 023
2.2.3?標識符(identifier) / 023
2.2.4?賦值語句 / 024
2.2.5?input()函數 / 025
2.2.6?print()函數 / 025
2.2.7?eval()函數 / 026
2.2.8?分支語句 / 026
2.2.9?功能庫引用 / 027
2.3?Python基本數據類型 / 027
2.3.1?數字類型概述 / 027
2.3.2?數字類型的操作 / 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 / 038
2.4.3?實例：使用math庫計算組合數和排列數 / 040
2.5?time庫 / 040
2.5.1?time庫概述 / 040
2.5.2?time庫常用函數 / 041
2.5.3?實例：使用time庫計算代碼執行時間 / 041
習題 / 042
第3章?程序控制結構 / 044
3.1?程序流程圖與基本結構 / 044
3.2?程序的分支結構 / 046
3.2.1?單分支結構：if語句 / 046
3.2.2?二分支結構：if- else語句 / 047
3.2.3?多分支結構：if- elif- else語句 / 047
3.2.4?實例：簡單計算器 / 048
3.3?程序的循環結構 / 048
3.3.1?遍歷循環：for循環 / 049
3.3.2?條件循環：while循環 / 050
3.3.3?循環保留字：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
習題 / 060
第4章?函數和類 / 062
4.1?代碼復用和模塊化設計 / 062
4.2?函數 / 063
4.2.1?函數的定義和調用 / 063
4.2.2?函數參數傳遞 / 064
4.2.3?函數的返回值 / 066
4.2.4?函數的遞歸 / 067
4.2.5?局部變量和全局變量 / 068
4.2.6?匿名函數：lambda函數 / 069
4.2.7?實例：單層感知器函數設計 / 070
4.3?面向對像和類 / 072
4.3.1?面向對像編程基本概念 / 072
4.3.2?類和對像 / 073
4.3.3?基類和繼承 / 076
4.4?實例：智能車自動巡航類創建 / 078
4.5?實例：單層感知器類創建 / 079
習題 / 080
第5章?組合數據類型 / 083
5.1?概述 / 083
5.2?序列類型 / 084
5.2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：使用字典實現英文詞頻統計 / 101
5.4.4?實例：用類創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：“智能汽車創新發展戰略”詞頻統計 / 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對像創建及參數設置 / 106
5.6.4?實例：黨的二十大報告詞雲生成 / 107
習題 / 109
第2部分Python 文件處理與數據分析
第6章?文件和數據格式化 / 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：車輛圖片數據集處理 / 123
6.2?數據的格式化和處理 / 125
6.2.1?一維數據 / 125
6.2.2?二維數據 / 126
6.2.3?高維數據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對像 / 133
6.3.3?圖像格式轉換 / 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 / 144
6.4.3?色彩空間轉換 / 146
習題 / 149
第7章?Python計算生態及機器學習概述 / 151
7.1?計算思維的概念 / 151
7.2?Python計算生態 / 152
7.2.1?Python計算生態簡介 / 152
7.2.2?常用庫簡介 / 153
7.3?Python數據分析庫 / 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

黨的二十大報告指出，深入實施科教興國戰略、人纔強國戰略、創新驅動發展戰略，開闢發展新領域新賽道，不斷塑造發展新動能新優勢。智能網聯汽車不僅為汽車產業創新發展注入新的強大動能，更將帶動智能交通等領域的深刻變革。
汽車智能駕駛核心技術是感知、決策和控制。通過攝像頭、雷達等設備獲取車輛周圍環境信息，然後使用深度學習、計算機視覺等技術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劃控制。全國大學生智能汽車競賽是以智能汽車為研究對像的創意性科技競賽，是面向全國大學生的一種具有探索性的工程實踐活動，是倡導的大學生科技競賽之一。近年來，全國大學生智能汽車競賽增加了不少深度學習方面的競賽內容。人工智能技術可以使汽車更加智能化，從而實現智能駕駛和自動駕駛，提高行車安全性和舒適性。
為了培養學生利用人工智能賦能汽車的能力，本書以基於Python養成計算思維、能用Python做數據分析、學懂AI、能設計深度學習模型解決復雜工程問題為教學目標，基於智能汽車競賽內容和產業級工程實踐項目為各知識點設計了豐富的教學實例，實現理論和實踐緊密結合。通過學習本書，學生可以從零基礎開始，到能完成深度學習模型設計及部署驗證，進而完成智能汽車競賽中關於圖像處理和深度學習相關的任務。
整體來講，本書具有以下特色：
1）實用性和實踐性強。本書為高校和企業合作編著的教材，引入了產業級工程實踐項目，並基於全國大學生智能汽車競賽設計各知識點的教學實例，以競賽內容串聯各章理論知識點，實現教材和學科競賽的深度融合，有力地促進了學生解決復雜工程問題能力的提升。
2）內容豐富且循序漸進。本書從零基礎開始講解Python語言，逐步過渡到設計深度學習模型完成智能汽車競賽的自動巡航、目標檢測任務等。本書配套有講解視頻、實踐項目、習題等豐富的教學資源。
本書在編寫過程中，得到了北京航空航天大學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、網站資料及有關參考文獻，並引用其中部分論述和例文，主要參考文獻附錄於後，但由於篇幅有限，還有一些參考書目未能一一列出，在此謹向相關作者表示謝忱和歉意。
本書配有MOOC，網址為https://www.icourse163.org/course/BUAA-1470412177。
由於編者水平有限，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