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內容簡介

　　《農用無人機技術及其應用》係統介紹瞭農用無人機的理論基礎、關鍵技術與裝備及實際應用和管理規範，主要包括農用無人機的發展曆史和現狀、係統組成、飛行控製與導航係統、航空植保、低空遙感、無綫組網監測，以及與無人機作業相關的氣象、法規和管理等。總體思路是在係統介紹無人機體係的基礎上，密切結閤農業應用的特點，詳細介紹農用無人機在航空植保、低空遙感、無綫組網監測等方麵的典型應用場景和案例，最後介紹農用無人機的係統運維、管理和培訓。《農用無人機技術及其應用》立足於作者團隊10多年的研究成果和實踐經驗，實現瞭理論方法、技術應用和管理培訓的統一，使讀者對農用無人機有全麵、係統、深入的瞭解和認識。

目錄

目錄
前言
第1章 無人機概述 1
1.1 無人機發展概述 1
1.1.1 無人機的發展曆史 1
1.1.2 無人機的定義 6
1.1.3 無人機的組成 8
1.1.4 無人機的應用範圍 9
1.1.5 無人機的分類 11
1.2 國外農用航空的發展現狀 13
1.2.1 美國 14
1.2.2 俄羅斯 14
1.2.3 澳大利亞、加拿大和巴西 14
1.2.4 日本 16
1.2.5 韓國 16
1.2.6 國際無人機典型産品 16
1.2.7 外文文獻分析 17
1.2.8 國外農用航空應用現狀 23
1.3 我國農用航空的發展曆史與現狀 25
1.3.1 我國農用航空的發展曆史 25
1.3.2 我國農用無人機應用現狀 27
1.4 未來發展方嚮 33
參考文獻 33
第2章 無人機係統飛行器 35
2.1 固定翼飛行器 35
2.1.1 固定翼飛行器的定義 35
2.1.2 固定翼飛行器的基本結構及設計原理 35
2.1.3 飛行器的主要部件 37
2.2 鏇翼類飛行器 52
2.2.1 鏇翼類飛行器的定義及分類 52
2.2.2 單鏇翼帶尾槳無人直升機的基本結構及設計原理 53
2.2.3 雙鏇翼共軸無人直升機的基本結構及設計原理 55
2.2.4 多鏇翼無人飛行器 59
2.2.5 鏇翼類飛行器的組成與主要部件 60
2.2.6 無人鏇翼機的飛行原理與飛行操縱 69
2.3 特種飛行器 103
2.3.1 鏇翼機 103
2.3.2 撲翼機和變模態鏇翼機 104
2.4 動力裝置 105
2.4.1 活塞式發動機 105
2.4.2 電動機 109
2.4.3 渦輪噴氣發動機 112
2.4.4 螺鏇槳 112
2.4.5 其他 115
2.5 植保無人機 115
2.5.1 植保無人機的發展方嚮 115
2.5.2 農田信息采集無人機 117
2.5.3 無人機的其他應用 117
參考文獻 117
第3章 無人機飛行控製與導航係統 119
3.1 無人機飛行控製係統 119
3.1.1 閉源飛行控製係統 119
3.1.2 開源飛行控製係統 121
3.2 導航控製 124
3.2.1 內迴路控製 124
3.2.2 外迴路控製 125
3.2.3 飛行控製功能的應用 125
3.3 整體捷聯算法和多傳感器冗餘控製係統 126
3.3.1 常用傳感器的介紹 126
3.3.2 飛行控製的軟件算法 128
3.4 農用無人機數據鏈路 129
3.4.1 優秀無人機數據鏈的特徵 129
3.4.2 RC 遙控 130
3.4.3 無綫數傳電颱 132
參考文獻 133
第4章 無人機仿真係統 134
4.1 研製仿真平颱的目的和意義 134
4.2 仿真平颱的設計思路和要求 137
4.3 仿真平颱的組成與工作原理 138
4.3.1 機械部件 138
4.3.2 主控單元 140
4.3.3 遠端執行器 144
4.4 仿真平颱的典型應用——作物養分獲取與分析 154
4.4.1 油菜冠層多光譜圖像數據與SPAD 采集與處理 155
4.4.2 基於油菜冠層植被指數特徵的SPAD 值預測模型研究 158
4.4.3 基於油菜冠層紋理特徵的SPAD 值預測模型研究 162
4.4.4 基於油菜冠層植被指數的SPAD 值可視化研究 167
4.5 仿真平颱的典型應用——噴灑模擬 172
4.6 仿真平颱的典型應用——多源數據融閤 176
4.6.1 多光譜圖像采集與預處理 177
4.6.2 多源圖像采集與內參標定 177
4.6.3 圖像融閤 179
參考文獻 185
第5章 農用無人機植保應用 188
5.1 植保機械發展的曆史和趨勢 188
5.1.1 植保機械的發展曆史 188
5.1.2 國內外農用航空植保的發展與案例分析 192
5.2 航空植保的優點 198
5.2.1 適應能力強 198
5.2.2 作業高效 199
5.2.3 節省勞動力 199
5.2.4 節約資源 199
5.2.5 保護人身健康和環境 200
5.3 航空植保發展的研究重點與關鍵技術 200
5.3.1 航空植保發展的研究重點 200
5.3.2 航空植保的關鍵技術 202
5.4 植保專用作業飛行管理係統 209
5.4.1 無人機位置信息實時獲取與標注 209
5.4.2 作業任務規劃和界麵設計 211
5.5 植保機配套設施與檢測手段 214
5.5.1 噴灑係統 214
5.5.2 航空植保專用藥劑 215
5.5.3 噴灑效果的檢測手段 216
5.6 農用植保無人機 221
5.6.1 國內外植保無人機的作業模式 221
5.6.2 農用植保無人機的正確選擇與閤理使用 222
5.7 植保作業相關規範與標準 222
參考文獻 223
第6章 農用無人機低空遙感技術與裝備 225
6.1 農用無人機低空遙感概述 225
6.1.1 遙感技術特點 225
6.1.2 無人機低空遙感的研究進展 228
6.2 無人機低空遙感任務設備傳感儀器與穩定平颱 233
6.2.1 遙感任務設備通用傳感器 233
6.2.2 無人機雲颱 240
6.3 遙感圖像處理 250
6.3.1 入射光衰減模型和大氣光成像模型 251
6.3.2 結閤導嚮濾波的暗原色去霧算法 252
6.3.3 除霧中的實際問題 254
6.4 遙感地物特徵獲取與三維建模 255
6.4.1 計算機視覺中的三維重建相關技術 256
6.4.2 基於相機輔助信息的三維重建 258
6.4.3 基於無人機圖像真正射影像方法研究 262
6.4.4 三維重建係統軟件平颱 264
6.5 遙感圖像地理配準技術與儀器 265
6.5.1 遙感圖像地理配準概述 265
6.5.2 直接地理定位機載POS 記錄儀的開發 268
6.6 地-空-星三位一體多源信息獲取與融閤技術 292
參考文獻 294
第7章 農用無人機農田信息監測 300
7.1 無人機光譜與成像檢測技術 300
7.1.1 無人機光譜檢測技術與裝備 300
7.1.2 無人機光譜成像檢測技術與裝備 306
7.1.3 基於熒光遙感的無人機機載信息獲取技術 312
7.2 農田土壤信息檢測 314
7.2.1 農田土壤信息檢測背景 314
7.2.2 無人機在農田土壤信息檢測中的應用 316
7.2.3 研究展望 318
7.3 無人機作物養分信息檢測 318
7.3.1 概述 318
7.3.2 無人機在作物養分信息檢測中的應用 319
7.3.3 研究展望 324
7.4 植物病害信息監測 324
7.4.1 概述 324
7.4.2 地麵病害信息的獲取 325
7.4.3 無人機低空遙感信息的獲取 328
7.5 植物蟲害信息監測 331
7.5.1 概述 331
7.5.2 地麵蟲害信息的獲取 331
7.5.3 無人機低空遙感信息的獲取 334
參考文獻 336
第8章 農用無人機空中無綫傳感器網絡係統 340
8.1 UAV與無綫傳感器網絡概述 340
8.1.1 UAV與無綫傳感器網絡 340
8.1.2 國內外的研究現狀及分析 341
8.2 UAV-WSN係統的結構及關鍵技術 342
8.2.1 UAV-WSN係統的組成結構 342
8.2.2 UAV-WSN係統的網絡結構 343
8.2.3 UAV-WSN係統的協議結構 344
8.2.4 UAV-WSN係統的信息采集 344
8.2.5 UAV-WSN係統的信息傳輸 345
8.2.6 UAV-WSN係統的能量管理 346
8.2.7 UAV-WSN係統的MAC協議 346
8.2.8 UAV-WSN係統中的運動模式 347
8.3 UAV-WSN自組網技術 348
8.3.1 UAV-WSN自組網技術的理論基礎與原理 348
8.3.2 無人機單機和組網的差異 352
8.3.3 無人機網絡係統 353
8.3.4 無人機網絡的信道 355
8.3.5 擴頻通信技術 357
8.3.6 無人機的組網方式、網絡結構及關鍵問題 361
8.4 基於UAV-WSN技術的應用 365
8.4.1 基於無綫傳感技術的無人機與災害監測 366
8.4.2 基於無綫傳感技術的無人機與農情監測 368
8.4.3 基於無綫傳感技術的無人機與森林防火 373
參考文獻 375
第9章 農用無人機的其他應用 376
9.1 授粉作業 376
9.1.1 概述 376
9.1.2 美國雜交水稻全程機械化製種的授粉方法 377
9.1.3 我國雜交水稻農用無人機製種的授粉方法 378
9.1.4 研究展望 380
9.2 施肥 380
9.2.1 概述 380
9.2.2 關鍵技術與係統裝備 380
9.2.3 無人機變量施肥實例 381
9.2.4 研究展望 383
9.3 棉花收割脫葉作業 383
9.3.1 概述 383
9.3.2 無人機在棉花收割脫葉中的具體應用 383
9.3.3 研究展望 384
9.4 農林火情監控 385
9.4.1 概述 385
9.4.2 關鍵技術與方法 385
9.4.3 無人機在農林火情監控中的具體應用 385
9.4.4 研究展望 386
9.5 播種 386
9.5.1 概述 386
9.5.2 關鍵問題 387
9.5.3 實現裝置 387
9.5.4 研究展望 387
9.6 土地確權 387
9.6.1 概述 387
9.6.2 無人機土地確權的係統組成 388
9.6.3 無人機在土地確權中的具體應用 390
9.6.4 研究展望 391
9.7 農村電力巡檢 392
9.7.1 概述 392
9.7.2 無人機電力巡檢係統 393
9.7.3 無人機電力巡檢關鍵技術 395
9.7.4 國內外無人機電力巡檢係統 397
9.7.5 研究展望 397
9.8 農村規劃 397
9.8.1 概述 397
9.8.2 無人機在農業規劃中的具體應用 398
9.8.3 研究展望 399
9.9 農田水利 399
參考文獻 401
第10章 航空氣象 405
10.1 大氣的成分及其運動 405
10.1.1 大氣的成分及結構 405
10.1.2 基本氣象要素 409
10.1.3 空氣的水平運動 413
10.1.4 空氣的垂直運動 417
10.2 雲、降水及其視程障
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