AI 無人機技術｜開發實務全面性指南 (Mastering Drone Technology with AI: A comprehensive guide to drone operations and techniques)
Subhash K. Shinde 等 温榮弘 譯
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商品描述
當 AI 開始進入天空，無人機正從單純的飛行工具進化為具備感知、分析與自主決策能力的智慧系統。
從精準農業、物流配送、基礎設施巡檢到智慧城市建設，AI 無人機正在改變產業運作模式，也成為全球智慧載具與低空經濟發展的重要推手。本書從無人機基礎知識出發，結合人工智慧、自主飛行與實際應用案例，帶領讀者掌握 AI 無人機的核心技術與產業趨勢；繁體中文版更特別補充台灣民航局（CAA）法規實務、安全規範與產業案例，協助讀者快速接軌國際技術發展與台灣市場需求。
從遙控飛行器到具備感知、判斷與自主行動能力的智慧系統，AI 正在重新定義無人機的未來。
透過機器學習、深度學習、電腦視覺與自主決策技術，新一代無人機已能執行物體辨識、自主導航、避障飛行與資料分析等複雜任務，並廣泛應用於 精準農業、物流配送、智慧城市與環境監測等領域。
本書帶您系統化掌握 AI 與無人機整合應用的核心知識：
■ 無人機基礎架構、飛行原理與控制系統
■ 電腦視覺、深度學習與自主飛行技術
■ 感測器融合、機群智慧與即時智慧決策系統
■ 農業、物流、監控與環境監測等產業應用案例
■ AI 無人機開發實務、網路防護、安全規範與法規議題
繁體中文版特別補充台灣法規實務、安全規範與產業案例內容，協助讀者在掌握國際技術趨勢的同時，也能了解台灣無人機產業的實際應用與發展方向，包含台灣無人機成長趨勢與民航局最新的管理規則等。
無論您是無人機開發者、AI 工程師、科技研究者、教師學生，或是關注智慧載具與低空經濟發展的產業人士，本書都將是探索 AI 無人機技術與應用的重要指南。
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《AI無人機技術》詳述了無人機技術的AI轉型力量，探討AI如何從導航與飛行自動化、到資料分析與決策流程的各種轉型。本書提供讀者包含機器學習、電腦視覺及自主飛行系統的完整知識，成為任何對整合AI與無人空中載具（UAV）領域感興趣的讀者所不可或缺的資源。
本書為尋求整合AI驅動無人機到農業、物流、監控及環境監測等領域的專家們提供了寶貴的資源。書中的步驟式指南與實務專案可協助讀者獲得卓越的技能，透過最新進展與策略的探索，專家們足以於此快速演進領域中維持競爭優勢。本書亦涵蓋安全與法規等議題，確保配備AI的無人機在符合倫理與合法條件下的應用。
透過AI在無人機技術之理論與實務面向的全面認知，本書賦能專業人士在其專長領域中的創新並引領潮流。
本書主要特色
•檢視AI無人機如何以導航、自動化與資料分析的先進演算法促成轉型。
•本書提供AI強化無人機在農業、物流與監控的實際範例，以及安全標準與法規的見解。
•本書通過提問、案例研究與專案等互動式學習，提供開發者建構AI驅動無人機的各種方案資源。
本書學習目標
•理解無人機之基本組件、類型以及飛行機制。
•學習AI如何強化如物體偵測、導航與決策等無人機能力。
•探究AI無人機在農業、監控、配送及環境監測的實際應用。
•增進對包含空域規範與隱私疑慮等的法規與倫理議題等認知。
•洞察無人機技術與AI的未來趨勢，以在此快速成長的產業中保持領先。
這本書適合對象
本書的目標受眾包含工程學、生命科學、數學與科技領域等各種學術背景的大學部學生，以及對於整合AI與無人機的各種應用有興趣的無人機玩家、科技專家、學生、教師、產業專家、學者、企業家及政策制定者們，都適合閱讀本書。
目錄大綱
第1章 無人機導論
透過本章，您將理解無人機技術的範疇與重要性。本章深入探討UAV的特徵、演進歷程以及相關技術，協助讀者奠定堅實基礎，以便能夠獨立開展無人機設計策略。本章目標是讓讀者掌握理解底層技術所需的所有基礎知識。
背景
無人機的研究需求
MAV類型
無人機基礎
無人機功能
無人機分類
無人機使用的技術
無人機類型
無人機機群
自主式無人機
結論
重點整理
本章練習
第2章 無人機/UAV的設計與開發
本章涵蓋無人機開發的重要設計參數、方法論與關鍵組件，並提出通用的無人機設計與配送無人機架構。我們將討論無人機的功能、各種設計挑戰與解決方案、通訊技術以及關鍵技術，同時也會提及潛在危害、新興研究領域及未來展望。閱讀本章後，讀者將能洞悉UAV設計與開發的基礎。
設計概述
無人機運動
UAV設計的關鍵組件
無人機硬體
飛行控制硬體
無人機與UAV的人工智慧軟體
無人機通用架構
配送無人機架構
以手勢控制無人機
通訊技術
無人機賦能技術
無人機功能性
設計挑戰與解決方案
潛在危害
新興研究領域
未來展望
結論
重點整理
本章練習
第3章 四旋翼機與無人機程式設計
本章涵蓋四旋翼的基礎知識及其運動學、動力學等面向，接著介紹開源飛行堆疊、無人機程式設計與模擬。本章將協助讀者在使用Python、C++等常用程式語言進行無人機開發上建立堅實基礎，探索如PX4或ArduPilot等熱門自動駕駛系統並理解其架構，並學習如何配置與執行自主飛行任務的自動駕駛程式設計。
四旋翼機
精通飛行動力學
感測與估測
碰撞避讓與障礙偵測軟體開發
開源飛行堆疊
無人機建模
MAVLink
無人機韌體
無人機程式設計
DroneKit-Python
無人機程式設計中的電腦視覺
結論
重點整理
本章練習
第4章 無人機運作最佳化
本章藉由探討無人機噪音影響因素、減噪技術挑戰與解決方案，提出理解無人機技術多面向本質的結構化途徑，並介紹聲學建模、心理聲學指標、噪音測繪以及擴增實境（AR）在無人機空中交通管理中的概念。我們也會討論職場安全規範、無人機技術法規框架的重要性、運作指南，以及產業基準與法律面向。整體而言，本章將協助您理解無人機技術在噪音管理與法規層面的多重面向。
背景
區域噪音影響最小化的需求
無人機空中交通管理的擴增實境
合規與法規
無人機產業基準
無人機技術的法律面向
結論
重點整理
本章練習
第5章 整合AI的無人機技術
本章涵蓋利用AI無人機技術來強化環境的方法。我們從識別AI對無人機技術的重要性開始，接著討論AI和ML技術對無人機的影響，再進一步解釋無人機通訊的資料分析與建模、運作層面及其他挑戰與未來展望。
無人機技術導論
無人機技術的重要性
無人機的AI技術
無人機管理的機器學習框架
以IoT整合無人機
無人機賦能IoT應用
無人機通訊的資料分析與建模
無人機產業挑戰
無人機開發趨勢
結論
重點整理
本章練習
第6章 無人機防護
本章聚焦於無人機通訊議題與防護挑戰。除了討論潛在威脅、攻擊及對策外，也會說明各種安全與隱私疑慮，並強調防護或政策標準化的必要性。此外也將提出針對物聯網強化無人機的智慧網路防護架構。
無人機防護導論
議題與挑戰
無人機通訊的防護挑戰
潛在威脅、攻擊與對策
無人機通訊防護關鍵技術
混合無人機防護
IoT賦能無人機的智慧網路防護架構
結論
重點整理
本章練習
第7章 環境科學的無人機
本章討論如何在環境科學領域善用無人機技術。我們將檢視無人機在各個環境科學領域的應用，包含空氣與水質監測、氣候變遷等，這些領域直接或間接對環境造成重大衝擊，進而影響社會與經濟的各個層面。
背景
精準農業
生物多樣性監測
氣候變遷研究
測繪與3D建模
侵蝕與海岸監測
水質監測
野生動物保育
雲播晶種
土壤肥沃度管理
野生動物監測
空氣品質管理
海岸與海洋監測
結論
重點整理
本章練習
第8章 智慧城市的無人機
在本章結束時，您將了解智慧城市雖是IoT的應用之一，但受限於經濟、技術及治理等障礙，其概念仍在持續演進，尚未完全成為全球主流。因此，本章將簡介智慧城市的組成、特徵與特性，探討智慧城市的IoT解決方案與挑戰，並藉由幾個案例描述如何使用無人機技術來設計智慧城市應用。
智慧城市
組成與特徵
導入IoT解決方案的智慧城市設計
挑戰與解決方案
應用案例
智慧交通管制
結論
重點整理
本章練習
第9章 無人機應用案例研究
本章檢視如何以無人機技術解決實際問題。無人機已成為各產業廣泛應用的實用工具，改變了產業運作與完成工作的方式。源自軍事的UAV已演進成建築、農業、災害救援及醫療等民用領域的關鍵工具。藉由展示無人機多樣性與創新應用的案例研究，彰顯其在各產業中對於生產力、安全與解決問題的影響力。
背景
防護監控無人機
氣象預測無人機
配送服務無人機
醫療服務無人機
石油與天然氣的產業無人機
主動環境監測
礦產無人機
交通監測無人機
智慧監控無人機
醫療產業無人機配送系統
食品與配送無人機
結論
重點整理
本章練習
第10章 無人機技術的未來趨勢
本章涵蓋無人機技術的最新發展。分析當前無人機趨勢以預測未來發展、引導研究方向並獲取競爭優勢，是極其重要之事。企業便能因此有效管理法規疑慮、識別新興商機，並透過深度理解來開發客製化方案，以協同合作與創新促進勞動力發展與永續實踐。透過審視當前情勢，讀者將能在日新月異的無人機技術中做出周全的決策。
增強自主性
延長飛行時間
小型化與可攜性
城市空中交通的無人機
先進感測技術
環境永續
與其他技術的整合
監管發展
無人機對軍事的影響
作為武器的無人機
無人機技術的職業前景
無人機開發對社會的影響
無人機產業研究的挑戰
結論
重點整理
本章練習
附錄 各章練習解答
索引
