Subhash K. Shinde

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

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...