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| 內容簡介： |
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本书是一本系统介绍三维感知算法及其在自动驾驶中应用的实用指南。全书从基础理论出发，结合前沿算法与实战案例，深入讲解了三维感知的核心技术，涵盖传感器原理、数学基础、深度学习模型、多模态融合以及端到端算法等，旨在帮助读者全面掌握三维环境感知的关键技术，并具备实际工程落地的能力。本书内容循序渐进，从基础的立体几何、深度学习知识，到复杂的三维场景理解，构建系统化的知识体系，呈现清晰学习路径；兼具前沿性，详细解读基于图像、LiDAR 和多传感器融合的最新算法；同时，书中提供了大量代码示例和项目案例，帮助读者在实践中应用所学知识，解决实际问题。本书适合自动驾驶领域的研究人员、工程师以及对三维感知算法感兴趣的学生和爱好者阅读学习。
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| 目錄：
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第1章 概述 001
1.1 三维感知简介 002
1.2 本书主要内容概览 002
第2章 传感器 005
2.1 相机 006
2.1.1 相机的成像原理 006
2.1.2 相机的内参和外参 007
2.1.3 图像 008
2.2 激光雷达 010
2.2.1 激光雷达的测距原理 010
2.2.2 激光雷达的硬件参数 011
2.2.3 激光雷达点云 014
2.3 毫米波雷达 016
2.3.1 毫米波雷达的测距原理 016
2.3.2 毫米波雷达的硬件参数 017
2.3.3 毫米波雷达点云 018
2.4 不同传感器的互补作用 020
第3章 三维感知任务 022
3.1 静态感知 023
3.1.1 语义分割 023
3.1.2 实例分割 027
3.1.3 全景分割 030
3.2 动态感知 032
3.2.1 物体检测 032
3.2.2 物体跟踪 035
3.2.3 轨迹预测 038
3.3 通用障碍物感知 040
3.3.1 占用网格语义分割 041
3.3.2 占用网格场景流 042
第4章 感知算法基础 045
4.1 立体几何 046
4.2 深度学习 059
4.2.1 卷积神经网络 060
4.2.2 Transformer 079
第5章 单传感器感知 090
5.1 纯视觉感知算法 091
5.1.1 前视图感知 091
5.1.2 鸟瞰图感知 106
5.2 激光雷达感知算法 128
5.2.1 基于点的方法 129
5.2.2 基于体素的方法 151
5.2.3 基于二维投影的方法 162
5.2.4 基于多视图融合的方法 170
第6章 多传感器融合感知 194
6.1 激光雷达和相机融合 195
6.1.1 BEVFusion 196
6.1.2 DeepInteraction 201
6.2 毫米波雷达和相机融合 212
6.2.1 CenterFusion 213
6.2.2 Simple-BEV 217
第7章 端到端自动驾驶算法 226
7.1 端到端自动驾驶算法的发展历程 228
7.1.1 NVIDIA PilotNet 的里程碑 228
7.1.2 强化学习的应用 230
7.1.3 端到端方法的多样化 230
7.2 端到端自动驾驶算法研究进展 232
7.2.1 UniAD 232
7.2.2 FusionAD 244
7.3 端到端自动驾驶算法的挑战与应对 250
参考文献 251
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| 內容試閱：
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随着人工智能技术的飞速发展，近几年来自动驾驶技术已经成为汽车工业领域的热点。以蔚来、理想、小鹏等为代表的新能源车企已将高级辅助驾驶技术应用到产品中；以萝卜快跑为代表的无人驾驶出租车（Robotaxi）公司已在北京、上海、广州、深圳、重庆等城市落地无人驾驶出行服务；特定场景的自动驾驶，如园区摆渡车、矿山车、港口货车、高速货车等，也在逐步实现和发展。在自动驾驶技术中，三维感知算法能够帮助车辆准确地感知周围环境，它不仅关系到自动驾驶车辆的安全行驶，也是实现车辆自主决策和行动的关键技术之一。
自动驾驶车辆需要对周围的环境有一个精确的三维理解，以便做出准确的驾驶决策。三维感知算法能够提供车辆周围物体的语义、位置、尺寸和形状等信息，这些信息对于车辆的导航、避障和路径规划至关重要。随着技术的进步，三维感知算法也在不断发展，从早期的基于规则的方法，到深度学习技术的广泛应用，再到大模型和端到端技术的发展，这一领域正经历着革命性的变化。
本书旨在为读者提供一个全面的自动驾驶三维感知算法的入门和实践指南，帮助读者从基础理论到实际应用，逐步深入理解和掌握这一复杂而精妙的技术。
本书将从自动驾驶三维感知算法的基础知识入手，逐步深入到算法的实现和优化。首先介绍三维感知的传感器、三维感知任务分类、数学基础（包括立体几何、深度学习），然后详细探讨基于图像、激光雷达（LiDAR） 和多传感器融合的三维感知技术，以及端到端自动驾驶技术。书中不仅包含了算法的理论基础，还提供了丰富的实战案例，使读者能够通过实践来加深理解。
本书适合刚刚踏足自动驾驶领域的研究人员、工程师以及对三维感知技术感兴趣的学生和爱好者阅读学习。为了帮助读者系统地学习三维感知算法，本书设计了一条清晰的学习路径。从基础的立体几何、深度学习知识，到复杂的三维场景理解（包括动静态感知和通用障碍物感知），每一章都精心编排，确保读者能够循序渐进地掌握所需技能。除了理论学习，实践是学习三维感知算法不可或缺的一部分，书中提供了大量的代码示例和实践项目，使读者能够在实际的项目中应用所学知识解决实际问题。
本书由李笑颜、王博岳、胡永利等编著， 感谢高青青、王乾、史瑞泽、吴博文等同学的贡献。
自动驾驶技术的未来充满无限可能，而三维感知算法是实现这一未来的关键。我们希望本书能够成为您探索这一领域的起点，帮助您在自动驾驶技术的浪潮中乘风破浪。
编著者
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