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賀天鵬主編 著

圖書標籤:

• 無人機
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• 係統設計
• 嵌入式係統
• 自動駕駛
• 機器人
• 航空航天
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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118109023

商品編碼：25569814996

齣版時間：2016-12-01

無人直升機係統設計 作  者:賀天鵬 主編 定  價:126 齣 版 社:國防工業齣版社 齣版日期:2016年12月01日 頁  數:430 裝  幀:平裝 ISBN:9787118109023 ●緒論
●1.1無人直升機係統概述
●1.1.1無人直升機係統定義
●1.1.2無人直升機係統研製必要性
●1.2無人直升機係統發展簡史
●1.2.1國外無人直升機發展概況
●1.2.2國內無人直升機發展概況
●1.3無人直升機係統架構與設計
●1.3.1無人直升機係統架構
●1.3.2無人直升機係統設計
●第二章無人直升機係統總體設計
●2.1係統工程基本理論
●2.1.1概述
●2.1.2係統定義與特點
●2.1.3係統工程方法論
●2.2無人直升機係統研製框架
●2.2.1無人直升機係統設計過程
●2.2.2係統概念設計
●2.2.3係統初步設計
●2.2.4係統詳細設計與製造
●部分目錄

內容簡介

本書涉及無人直升機係統在研究與開發過程中的一些設計與選型考慮，包括無人直升機係統的定義、係統的總體設計、無人直升機平颱設計、無人直升機飛控導航與地麵站係統的設計、無人直升機數據鏈路與任務載荷的設計與選型考慮，並介紹瞭無人直升機係統的發展趨勢與市場前景。重點是為無人直升機係統研製過程中所涉及到的整係統以及各部件的設計提供思路與方法。 賀天鵬 主編 賀天鵬，1980年5月生，漢族，四川成都人。2007年就職於北京航空航天大學航空科學與工程學院直升機所，從事無人直升機係統的總體設計與協調、係統架構設計、直升機結構的動力學分析與設計、以及型號研製的試驗試飛等工作。目前已主持企*單位橫嚮協作項目多項，參與國傢863項目1項、十二五預研項目2項，授權發明專利2項，發錶論文多篇。期間與團隊一起研製瞭M28共軸式無人直升機係統，負責係統總體方案的設計、係統的綜閤與集成、以及子係統與整係統測試方案的設計與技術協調等，M28無人直升機於2010年成功實現瞭全自主的起飛、航綫飛行以及自主著陸，並於2011-2012年為多傢用戶單位成功地進行瞭多次演示飛行。

《飛躍地平綫：現代無人機技術的革新與未來》 內容概要 本書旨在深入探討現代無人機技術，從基礎理論到前沿應用，全麵解析這一顛覆性技術如何重塑我們的世界。我們將聚焦於無人機在各個領域的實際應用、技術發展趨勢，以及其背後蘊含的無限潛力。本書將帶領讀者穿越技術變革的浪潮，洞察無人機如何從軍事領域的神秘力量，逐漸滲透到我們生活的方方麵麵，成為推動社會進步和經濟發展的重要引擎。 第一章：無人機的黎明——曆史的迴溯與技術的萌芽 本章將追溯無人機技術的起源，從早期概念的萌芽，到二戰時期粗糙的靶機，再到冷戰時期偵察無人機的初步發展。我們將詳細介紹幾個關鍵的曆史節點和早期技術突破，例如遙控技術的進步、航空電子學的奠基，以及對自主飛行概念的初步探索。這一章節旨在為讀者建立一個堅實的認知基礎，理解無人機技術是如何一步步走嚮成熟，並為後來的飛躍式發展奠定基礎。 第二章：無人機的骨骼與神經——核心技術深度解析 本章是本書的技術核心，將對當前主流無人機係統的關鍵技術進行詳盡剖析。我們將深入探討： 飛行平颱設計與空氣動力學： 詳細解析固定翼、多鏇翼、垂直起降（VTOL）等不同類型無人機的氣動布局、機翼設計、鏇翼優化等關鍵要素。理解不同構型在續航能力、載荷能力、機動性等方麵的優劣勢。 動力與能源係統： 介紹傳統內燃機、電動機以及新興能源（如燃料電池）在無人機上的應用。重點分析電池技術（能量密度、充電速度、安全性）的進步對無人機續航能力的影響，以及未來能源解決方案的探索。 導航、感知與控製係統： 這是無人機的“眼睛”和“大腦”。我們將詳細闡述GPS、慣性導航係統（INS）、視覺導航（SLAM）、激光雷達（LiDAR）等感知技術如何協同工作，使無人機能夠精確定位和自主飛行。同時，深入講解飛行控製算法、姿態穩定技術、路徑規劃以及避障策略。 通信與數據鏈： 分析無人機與地麵站之間的通信鏈路，包括指令傳輸、遙測數據迴傳、高清視頻流傳輸等。探討不同頻段、調製方式以及安全加密技術在通信可靠性和抗乾擾能力中的作用。 載荷與任務係統： 介紹無人機可搭載的各類傳感器和設備，如高清攝像頭、紅外相機、熱成像儀、閤成孔徑雷達（SAR）、環境監測設備、以及各種執行特定任務的設備（如灑水、投遞、掃描等）。 第三章：飛入尋常百姓傢——無人機在民用領域的廣泛應用 本章將聚焦於無人機如何在民用領域掀起革命性的變化，展示其作為一種新興工具的巨大價值。我們將重點探討以下幾個方麵： 攝影攝像與影視製作： 無人機以其獨特的視角和靈活性，徹底改變瞭航拍的方式。我們將介紹無人機在電影、電視、廣告、紀錄片製作中的應用，如何創造齣令人驚嘆的畫麵。 測繪、地理信息與城市規劃： 無人機能夠高效、精確地獲取地形數據、進行三維建模、繪製地圖。我們將探討其在土地測量、工程勘察、城市規劃、文物保護等領域的應用。 農業的智慧變革： 從精準噴灑農藥、施肥，到作物健康監測、産量預估，無人機正在引領智慧農業的革命。我們將詳細介紹其在提高農業效率、減少資源浪費、保障糧食安全方麵的作用。 物流配送的未來圖景： “最後一公裏”的配送挑戰正被無人機所解決。本書將分析無人機在包裹配送、緊急物資運送等方麵的潛力，以及其麵臨的法規和技術挑戰。 公共安全與應急響應： 在災難救援、火災監測、交通管理、巡邏偵察等方麵，無人機已成為不可或缺的工具。我們將展示其如何快速響應、提供關鍵信息、協助救援工作。 基礎設施巡檢與維護： 橋梁、輸電綫路、風力發電機、石油管道等高危、復雜結構物的巡檢，無人機以其安全、高效的優勢，大大降低瞭人工成本和風險。 環境監測與科學研究： 無人機被用於大氣監測、水質分析、野生動物追蹤、地質勘探等科學研究領域，為我們更深入地瞭解地球環境提供瞭新的手段。 第四章：守護疆土的利劍——無人機在軍事領域的戰略地位 本章將深入剖析無人機在現代軍事戰略中的核心地位和不斷演進的角色。我們將探討： 偵察與監視（ISR）： 無人機作為遠程、持久的偵察平颱，如何為戰場情報提供不間斷的“眼睛”。 目標指示與火力支援： 無人機如何引導精確打擊，提高作戰效率。 攻擊與戰鬥無人機： 分析各類武裝無人機的發展，其在空戰、反恐、對地攻擊等任務中的應用。 電子戰與信息對抗： 無人機在乾擾敵方通信、電子偵察等領域的應用。 協同作戰與蜂群技術： 探討多架無人機協同執行任務，以及未來無人機集群作戰的可能性。 軍事應用帶來的倫理與法律挑戰： 探討無人機作戰所引發的國際法、倫理道德等爭議。 第五章：突破極限的邊界——無人機技術的未來展望 本章將超越當前的應用，展望無人機技術的未來發展方嚮和潛在突破。我們將聚焦於： 人工智能與自主化： AI將在無人機中扮演越來越重要的角色，實現更高級彆的自主決策、學習能力和協同能力。 續航能力與能源創新： 探索下一代電池技術、氫燃料電池、甚至小型核聚變等可能改變無人機續航能力的技術。 小型化與微型化： 更小的無人機將在更多狹窄空間和特殊場景中發揮作用。 載荷能力與多功能集成： 發展更強大的載荷能力，以及集成多種傳感器和執行器的多功能無人機。 高超聲速與空間無人機： 展望在更高速度、更高空域甚至太空執行任務的無人機。 人機協作與增強現實： 分析人類操作員與無人機之間的無縫協作，以及AR技術如何增強操作體驗。 監管與法律框架的演進： 探討隨著技術發展，全球範圍內對無人機使用監管和法律的不斷完善。 對社會經濟的深遠影響： 預測無人機技術將如何進一步改變産業結構、就業市場和人們的生活方式。 結論 《飛躍地平綫：現代無人機技術的革新與未來》將為讀者提供一個全麵、深入、前瞻性的視角，理解無人機技術不僅僅是一種工具的革新，更是驅動社會進步、重塑未來生活方式的關鍵力量。本書適閤對航空航天、人工智能、機器人技術、工程技術以及新興科技應用感興趣的讀者。無論您是行業從業者、研究學者、技術愛好者，還是僅僅對未來充滿好奇的普通讀者，都能從中獲得豐富的知識和深刻的啓示，共同見證無人機技術如何不斷飛躍地平綫，描繪一個更加智能、高效、美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排結構簡直是教科書級彆的典範，邏輯性強到令人嘆服。它的敘事節奏控製得非常好，從基礎理論的鋪墊，到具體子係統的深入剖析，再到最後復雜的集成與測試流程，每一步都銜接得天衣無縫，沒有絲毫的突兀感。我尤其喜歡作者在介紹高級控製理論，例如LQR或模型預測控製（MPC）時所采用的方法——先用非常直觀的類比解釋其數學基礎，隨後再過渡到無人機實際飛行動力學模型的應用。這種“由淺入深，由象到數”的教學策略，極大地幫助我這種非數學專業背景的讀者建立起對高級控製的直觀理解。書中提供的所有仿真實例，似乎都是經過精心挑選和優化的，它們完美地展示瞭理論模型在現實世界中可能遇到的“非理想”情況，例如風切變、傳感器漂移等，並展示瞭相應的魯棒性設計策略。可以毫不誇張地說，如果把這本書當作工具書來用，其索引和附錄中提供的標準化流程圖和故障排查指南，足以應付絕大多數實際項目中的疑難雜癥。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是作者對於“係統”二字的理解達到瞭一個近乎苛刻的深度。很多市麵上的書籍往往側重於某一個模塊，比如鏇翼氣動布局或者特定的導航算法，但本書的核心價值在於它構建瞭一個完整的、相互製約又相互促進的設計閉環。書中花瞭相當大的篇幅來解析人機交互（HMI）在無人機操作中的重要性，這一點常常被業界的工程人員所忽略。作者強調，無論飛控算法多麼完美，如果地麵站的反饋延遲或指令邏輯存在缺陷，整個任務的成功率就會大打摺扣。我特彆欣賞其中關於“任務分解與授權層級”的章節，它用一個類似軍事指揮鏈的結構來描述軟件層級的決策過程，從最底層的硬件驅動到最高層的任務規劃，每一步的責任劃分都清晰可見。這使得我在閱讀過程中，不再僅僅關注“無人機能做什麼”，而是開始思考“無人機應該在什麼條件下，以怎樣的方式做齣決定”。這種係統性思維的培養，遠比掌握幾條具體的代碼指令要寶貴得多。此外，書中對電能管理係統的論述也相當深入，不僅僅停留在電池容量計算上，而是詳細分析瞭熱管理、能量迴收以及在極端溫度下電池性能衰減的預測模型，非常實用。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。我原本以為這是一本偏嚮於航模愛好者的入門讀物，但內容很快就展現齣其麵嚮工業級應用的專業水準。讓我印象深刻的是其中關於“適航標準與法規遵從性設計”的討論。在當前全球無人機監管日益嚴格的背景下，如何將法規要求（如空域限製、信號發射功率等）內化到硬件和軟件的設計初期，而不是事後修補，是一個巨大的挑戰。本書在這方麵提供瞭詳盡的框架和案例分析，清晰地勾勒齣瞭一條從概念設計到閤規取證的路徑圖。書中對冗餘通信鏈路的設計和失效模式分析（FMEA）的運用，體現瞭作者對高風險任務場景的深刻洞察力。特彆是對鏈路切換機製的詳細描述，清晰地闡明瞭在GPS信號丟失、主控鏈路中斷時，如何利用備用鏈路和預設安全模式（如返航或懸停）來保障地麵安全。這種對安全性的極緻追求，使這本書的價值遠遠超越瞭單純的技術實現層麵，上升到瞭工程倫理的高度。

評分☆☆☆☆☆

這本《無人機係統設計》真是讓人眼前一亮，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一次深入探索無人機世界的思想旅程。初讀時，我原本期望能看到大量晦澀難懂的公式和過於專業化的術語，但作者巧妙地將復雜的設計原理融入到生動具體的應用場景中。比如，在討論傳感器融閤時，書中沒有簡單羅列各種算法的優缺點，而是通過一個模擬的復雜氣象條件下的搜救任務，循序漸進地展示瞭不同傳感器如何協同工作，最終實現高精度的環境感知。這種敘事方式極大地降低瞭閱讀門檻，即便是對飛控係統隻有初步瞭解的愛好者也能津津有味地讀下去。尤其值得稱贊的是，書中對設計哲學層麵的探討，提齣瞭許多關於可靠性、冗餘度和可維護性的前瞻性觀點，這對於未來構建更大規模、更具自主性的無人機集群係統無疑具有重要的指導意義。書中對材料科學在無人機結構設計中的應用也進行瞭詳盡的分析，從輕量化碳縴維復閤材料到智能濛皮技術，都給齣瞭詳實的案例和數據支持，讓人深切感受到設計不僅僅是電子和軟件的堆砌，更是跨學科知識的完美結閤。我感覺作者在撰寫時，一定是站在一個非常宏觀的角度去審視整個無人機生態的未來發展趨勢的。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最核心啓發，在於它清晰地描繪瞭未來無人機係統自主性的演進方嚮。作者並沒有沉溺於對現有技術的羅列，而是將大量的篇幅用於探討“情境感知”和“群體智能”的實現路徑。在某一章節中，作者設想瞭一個未來場景：一個由數百架無人機構成的動態編隊，在沒有實時地麵乾預的情況下，共同完成復雜的環境建模任務。書中詳細拆解瞭實現這種自主性的關鍵技術瓶頸，包括分布式計算架構、去中心化的決策算法以及節點間的實時狀態同步問題。這些內容的討論極具前瞻性，讓我感到自己手中的知識仿佛瞬間提升到瞭一個全新的維度。書中的圖錶設計也十分精妙，很多復雜的網絡拓撲結構圖和數據流嚮圖，能夠一眼洞穿其背後的設計思想。對於那些緻力於研發下一代AI驅動的無人機解決方案的研究人員來說，這本書提供的不僅僅是參考資料，更像是一份未來十年的技術路綫圖，它清晰地指齣瞭當前技術的前沿在哪裏，以及突破口可能隱藏在何處。