当前，随着全球无人机产业进入高速增长期，无人机产业发展也迎来了战略机遇期。经过几十年的发展，无人机已逐步得到世界各国的广泛关注和认可，社会各界也在不断探索无人机的创新应用。相比有人机，无人机具有成本低廉、部署灵活、使用便捷等独特的优势。无人机不受飞行员生理极限的影响，能够执行繁重和高危任务；无人机可自主飞行且重复可回收，具有较好的灵活性和有效性，无人机系统的飞控、载荷等系统智能化要求高，无须配置生命保障系统，系统成本和使用成本大幅下降。
该译著分享了无人机在应急搜救、安防监控、农场作业、矿产勘探、边境巡护等不同领域的实际应用场景，在总共十七章的篇幅中，向读者依次呈现了近年来全球无人机众多的应用领域和经典的运用场景，并对未来的创新应用和技术挑战进行了展望。同时，利用多个章节阐述在人工智能与无人机融合方面所开展的创新性研究工作，分析了无人机未来应用与发展趋势。这也反映出智能化是无人机发展的主流方向之一。
该译著信息丰富、案例新颖，有助于读者全面了解全球范围内当前及未来无人机的应用领域、运用场景、技术挑战和创新应用，以及数字化、智能化和物联网时代下的潜在应用方向；有助于从业者激发和点燃创新梦想，努力探索和培育未来无人机创新应用和商业运作模式。在当前低空经济背景下，该译著对于低空经济无人机行业整体布局的探索与发展，同样有很好的借鉴意义。
该译著的出版获得了航天科技图书出版基金的资助，中国宇航出版社为该译著的出版付出了辛勤的劳动。同时，在该译著的申报、翻译、校对和出版过程中，获得了中国航天空气动力技术研究院的大力支持，得到了中国航天空气动力技术研究院秦永明副院长、科技委黄育群主任、国防科技创新研究院无人机总体室曹璐研究员、彩虹无人机科技有限公司陈一平研究员等多位领导和专家在专业技术方面给予的指导和帮助，在此谨向各位领导和专家表示衷心的感谢！
由于译者水平有限，不妥或错误之处在所难免，敬请读者批评指正。
第1章无人机技术：最新进展、挑战与未来展望1
1.1概述2
1.2作用在无人机上的力2
1.3基本轴线3
1.4无人机的广义分类3
1.4.1固定翼无人机3
1.4.2轻于空气的系统4
1.4.3多旋翼无人机5
1.5无人机的军事必要性6
1.5.1第六代战斗机的特点6
1.5.2HAL伪卫星8
1.5.3地空导弹与现代战斗机10
1.5.4无人机作为大规模杀伤性武器11
1.6结论与未来展望13
参考文献14
第2章无人机飞行概论飞向新目的地的见证16
2.1概述16
2.1.1简史17
2.1.2无人机技术的重要意义17
2.1.3发展趋势18
2.2无人机的工作原理及结构19
2.2.1无人机的结构19
2.2.2无人机的类型20
2.2.3无人机的构成部件24
2.3公众安全和必要预防措施的显著特点及重要守则27
2.3.1安全与法规27
2.3.2公众认知27
2.3.3机组人员27
2.3.4飞前须知27
2.3.5模拟训练27
2.3.6测绘配置27
2.3.7测绘BFS相机和测绘相机托架27
2.3.8可拆除的设备28
2.3.9飞行规划29
2.3.10后数据处理29
2.4无人机技术应用的10个领域29
2.4.1航拍30
2.4.2货物配送30
2.4.3地理测绘30
2.4.4灾害管理30
2.4.5精准农业31
2.4.6搜索与救援31
2.4.7天气预报31
2.4.8野生动物监测31
2.4.9执法31
2.4.10娱乐31
2.5工业级无人机：增加了什么价值？（工作场所安全及行业基准）32
2.5.1无人机工作场所的整体安全32
2.5.2Idea Forge行业基准无人机的未来33
2.6无人机的优点和缺点33
2.6.1突出的优点33
2.6.2无人机的缺点34
2.6.3突出的缺点34
2.6.4无人机技术及其应用35
2.7无人机技术职业和当前行业提供的就业岗位35
2.8商用无人机的社会影响36
2.9无人机研究面临的挑战及解决方案36
2.10结论37
参考文献38
第3章无人机在众多应用领域中的重要性：重要综述40
3.1概述40
3.2无人机的分类42
3.2.1垂直起飞与降落无人机和水平起飞与降落无人机43
3.2.2倾转机身、倾转旋翼、倾转机翼和涵道风扇无人机43
3.2.3无人直升机43
3.3各行各业的无人机44
3.3.1军用无人机44
3.3.2医疗无人机44
3.3.3农业无人机46
3.4结论与未来展望46
参考文献47
第4章无人机设计与控制综合研究52
4.1概述52
4.2无人机的分类54
4.3飞行性能分析56
4.4无人机动力学特性与设计目标58
4.4.1动力学特性58
4.4.2设计目标与扩展原则59
4.4.3能源利用59
4.4.4敏捷性与速度60
4.4.5生存性与稳健性61
4.4.6低空控制与稳定性61
4.5设计方法与挑战63
4.5.1针对设计挑战提出解决方案64
4.6无人机的制导、导航与控制64
4.7结论68
参考文献69
第5章人工智能辅助无人机应用的最新进展75
5.1概述75
5.2无人机的演变76
5.2.1军用无人机77
5.2.2商用无人机78
5.3无人机的特征78
5.4人工智能（AI）融入无人机79
5.5应用案例82
5.5.1军事应用82
5.5.2天气预报84
5.5.3行业应用84
5.5.4农业85
5.5.5物流配送85
5.6结论86
参考文献88
第6章无人机技术：航空战略、挑战与应用89
6.1概述89
6.1.1无人机的分类90
6.1.2无人机的技术规范93
6.2无人机技术95
6.2.1无人机监测装置95
6.2.2无人机反制装置96
6.2.3避撞和障碍物探测技术97
6.2.4飞行控制器、陀螺稳定仪与惯性测量单元（IMU）97
6.2.5无人机推进技术98
6.2.6实时遥测飞行参数98
6.2.7无人机禁飞区技术98
6.2.8LED飞行指示灯98
6.2.9无人机配置高性能摄像头98
6.2.10无人机遥控系统与接收器98
6.2.11无人机增程技术99
6.2.12视频编辑软件99
6.2.13无人机操控系统99
6.2.14无人机安全与黑客攻击99
6.2.15现代尖端技术（带摄像头的无人机）99
6.2.16智能飞行系统100
6.2.17无人机跟踪100
6.3印度无人机政策与法规（2021）100
6.3.1无人机政策指南100
6.3.2无人机法规（2021）101
6.4无人机的应用102
6.4.1精准农业102
6.4.2监控105
6.4.3搜索与救援（SAR）105
6.4.4建筑和基础设施巡检106
6.4.5货物配送107
6.5结论108
参考文献109
第7章人工智能（AI）在无人机上的应用114
7.1概述114
7.2文献综述118
7.3无人机导航中的人工智能122
7.4人工智能融入无人机帮助企业解决重大问题123
7.5人工智能支持下的无人机创新应用125
7.6人工智能与无人机的集成问题130
7.7结论131
参考文献132
第8章无人机的应用综述136
8.1概述136
8.2无人机的硬件139
8.3无人机的构成部件139
8.4文献综述140
8.4.1在航空系统中的应用140
8.4.2在石油与天然气行业中的应用142
8.4.3在军事上的应用143
8.4.4在矿业中的应用143
8.5分析与讨论144
8.6结论147
参考文献148
第9章无人机支持智慧城市物联网的应用150
9.1智慧城市概述150
9.2智慧城市的构成及特点151
9.2.1智慧医疗152
9.2.2智能交通152
9.2.3智能污染监测系统153
9.2.4智能基础设施153
9.2.5智能建筑154
9.3物联网在智慧城市中的作用154
9.3.1道路交通154
9.3.2智能停车155
9.3.3公共交通155
9.3.4公共设施155
9.3.5废物管理156
9.3.6环境156
9.3.7公共安全156
9.3.8智慧城市中的安全与隐私157
9.4智慧城市设计中实施物联网解决方案的一般方法157
9.5智慧城市设计中物联网解决方案面临的挑战158
9.6无人机简介159
9.7无人机在智慧城市中应用的机遇与挑战160
9.8无人机助力物联网161
9.8.1无人机助力物联网支持灾害管理161
9.8.2无人机助力物联网支持公共安全162
9.8.3无人机助力物联网支持数据收集162
9.8.4无人机与物联网提升生活质量163
9.8.5无人机助力物联网提高效能163
9.8.6无人机支持下的物联网隐私与安全问题164
9.9结论与未来展望164
参考文献166
第10章基于人工智能的无人机用于海滩溺水与盗窃行为监控178
10.1概述178
10.2文献综述179
10.3提出的模型179
10.3.1基于深度学习方法的溺水检测179
10.3.2BLE信标警报系统183
10.3.3盗窃等异常行为监测184
10.4深度学习模型的安全性185
10.5性能评估187
10.6结论187
10.7未来展望187
参考文献188
第11章物联网辅助的无人机采用智能机器学习模型降低网络安全威胁的算法189
11.1概述189
11.2研究方法191
11.3研究目的191
11.4无人机网络安全的机器学习192
11.5人工智能在网络安全领域的应用195
11.6应用人工智能实现系统的稳健性、响应性与弹性195
11.7网络安全中的NIC算法198
11.8用于网络安全诊断的AI和ML应用系统示例199
11.9人工智能带来全新的威胁200
11.10恶意使用深度伪造技术正在成为一种趋势202
11.11物联网无人机高效采样轨迹设计中模型辅助深度强化学习202
11.12模型辅助深度Q学习203
11.13算法模型辅助的深度Q学习轨迹设计204
11.13.1数值结果205
11.14无人机安全中的机器学习207
11.15无人机监控207
11.16推动无人机成功应用的相关技术进步208
11.17相关工作209
11.18无人机在公共安全方面的应用211
11.19无人机的安全213
11.19.1机器学习模型和深度学习模型214
11.20未来展望215
11.21研究成果215
11.22结论215
参考文献216
第12章物联网支持下的无人机应用精准农业的新趋势221
12.1概述222
12.2无人机用于精准农业224
12.2.1精准农业无人机的分类226
12.2.2精准农业无人机的基本架构226
12.2.3物联网支持下的精准农业无人机228
12.2.4精准农业无人机的安全性231
12.2.5物联网支持下的无人机架构231
12.3面临的挑战与未来展望233
12.4结果与讨论234
致谢236
参考文献237
第13章无人机在地雷探测和非法移民管控中的应用239
13.1概述239
13.1.1无人机240
13.1.2无人机的类型242
13.1.3问题描述242
13.1.4任务目标242
13.1.5先前的工作242
13.2文献综述243
13.2.1印度边境管控需要无人机245
13.2.2无人机的技术规范245
13.3无人机军事应用方法246
13.3.1提出的系统246
13.3.2方法246
13.4软件运行252
13.4.1Arduino集成开发环境252
13.4.2无人机的程序/编码253
13.5结论256
参考文献257
第14章无人机技术应用于农业领域的重要性259
14.1概述259
14.2农业无人机的构成部件260
14.3自然资源勘测262
14.3.1天然及人造牧场研究263
14.3.2水资源、洪水和干旱监测263
14.3.3天气状况研究263
14.3.4土壤侵蚀监测264
14.3.5人工降雨264
14.4土壤肥力管理265
14.4.1土壤取样及肥力分析265
14.4.2变速施肥管理技术266
14.5灌溉和用水管理267
14.5.1作物水分胁迫指数268
14.5.2水资源监测268
14.5.3无人机灌溉系统268
14.6作物病害识别269
14.6.1应用多种无人机平台和外围设备进行监测和识别269
14.6.2作物病害症状270
14.7虫害防治管理272
14.7.1无人机持续控制虫害272
14.8助力作物增产和田间管理272
14.9问题与挑战273
14.9.1电源与飞行时间受限273
14.9.2设备成本高昂273
14.9.3储箱容量与喷洒能力有限274
14.9.4操作、维修与保养技能欠缺274
14.9.5农场工人失业274
14.10结论275
参考文献276
第15章基于递归神经网络的无人机网络入侵检测278
15.1概述278
15.2相关工作280
15.3无人机入侵检测方法281
15.3.1无人机RNN282
15.3.2数据采集器283
15.3.3核心RNN283
15.3.4决策单元283
15.4结果与讨论284
15.4.1模型评估284
15.4.2性能分析284
15.4.3LSTMRNN在UNSWNB15数据集上的性能285
15.5结论287
参考文献288
第16章无人机支持智慧城市中的医疗卫生系统292
16.1概述292
16.2相关研究工作294
16.3无人机的应用296
16.3.1无人机的各种应用296
16.3.2通信协议与技术平台298
16.3.3通信体系架构300
16.3.4基础构件302
16.4提出的应用架构304
16.5问题与挑战307
16.6结论308
16.7未来展望309
参考文献310
第17章无人机货运313
17.1概述313
17.2无人机的发展历史315
17.3医疗卫生领域的无人机货运319
17.4无人机送餐319
17.5无人机邮政服务320
17.6大型无人机货运320
17.7结论323
参考文献325
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