第18部分人机工程与训练1
第103章人机工程与训练：简介3
第104章促进无人机操作员发展的最佳训练方法：
一体化作战训练研究试验平台5
摘要5
104.1引言6
104.2培训的必要性10
104.3协同训练12
104.4培训方法 : 完整的战斗操作训练研究平台14
104.4.1联合终端攻击控制员训练演练系统16
104.4.2空中支援作战中心训练演练系统17
104.4.3无人机训

练的研究18
104.4.4训练研究20
104.4.5能力导向：基本任务能力20
104.4.6最优方法：集成21
104.5结论22
参考文献23
第105章从研究到实践：PITVANT无人机训练经验25
摘要25
105.1引言26
105.2研发方法与系统28
105.2.1系统工程迭代29
105.2.2子系统开发、集成与测试30
105.2.3无人机系统结构31
105.3无人机系统团队的培训和指导38
105.3.1资格证书的类型和要求38
105.3.2理论41
105.3.3模拟43
105.3.4有监督的飞行训练45
105.3.5作战概念46
105.4小结51
105.4.1人员培训52
105.4.2飞行时间和架次52
105.4.3里程碑53
105.4.4未来目标54
105.5结论55
105.6附录A操作清单和流程：例子56
参考文献64
第19部分无人机后勤保障65
第106章无人机后勤保障：简介67
第107章无人机后勤保障定义69
摘要69
107.1引言70
107.2无人机系统运行和后勤方案71
107.3无人机系统保障系统单元75
107.3.1可靠性、可用性、维修性和安全性77
107.3.2后勤80
107.3.3运输与运输性86
107.3.4无人机系统后勤特点90
107.4综合后勤定义95
参考文献102

第108章无人机寿命周期管理中的后勤保障103
摘要103
108.1引言104
108.2后勤保障原则105
108.3后勤保障寿命周期106
108.3.1综合后勤保障107
108.3.2基于性能的后勤策略114
108.4装备方案分析阶段的后勤保障116
108.5技术发展阶段的后勤保障117
108.6工程制造发展与演示阶段的后勤保障117
108.7生产部署阶段的后勤保障118
108.8维护(使用和保障)方面的后勤保障119
108.8.1供应119
108.8.2维修120
108.8.3配置管理128
108.9处理阶段的后勤保障131
108.9.1处理方法132
108.9.2寿命周期成本分析133
108.10未来无人机后勤保障趋势134
108.10.1空运后勤保障134
108.10.2通过激光器进行燃料补给135
参考文献135
第20部分无人机应用137
第109章无人机应用：简介139
第110章交通监控无人机综述142
摘要142
110.1引言142
110.2已有关于交通监控的综述144
110.3当前的研究工作146
110.3.1机载雷达道路交通监控146
110.3.2从实例中学习实时道路检测147
110.3.3利用实时无人机视频数据生成用于交通流量
监控的统计剖面148
110.3.4航空影像车辆检测150

110.3.5一个改进的无人机视频目标跟踪方法151
110.3.6无人机系统可视化移动目标指示器151
110.3.7通过已有通信网络实现无人机交通监视系统的实时视频转播152
110.3.8无人机道路交通监控152
110.3.9从小型低成本无人机拍摄的图像中检测和计算车辆153
110.3.10基于无人机的移动车辆动态检测视觉算法154
110.3.11支持交通流量管理的高清图像154
110.3.12基于信息理论及其应用在道路跟随环境下的鲁棒数据配准155
110.3.13从图像到交通行为：无人机跟踪和监控应用155
110.3.14华盛顿州运输部对小型无人机的使用156
110.3.15无人机尚未实现的任务158
110.4结论162
参考文献162
第111章火山环境中的测量和勘探164
摘要164
111.1引言164
111.2火山环境下的典型航空测量166
111.2.1可见光/热成像数据167
111.2.2气体分析和采样168
111.3无人机系统在火山监测中的重要性169
111.4当前的研究现状概述172
111.4.1日本正在喷发的有珠山的观测飞行172
111.4.2使用ACR“银狐”无人机进行的火山监测173
111.4.3火山二氧化碳量的无人机测量175
111.4.4在活火山气体喷发研究中原位机载质谱仪的使用177
111.4.5“火山”无人机系统项目178
111.4.6埃里伯斯火山观测项目180
111.4.7用于监控和研究火山及自然灾害事件的无人机系统开发181
111.4.8使用无人驾驶直升机低空遥感测量:日本伊豆大岛火山的
航空磁力观测案例183
111.4.9无人机合成孔径雷达系统185
111.4.10美国地质调查局:“无人机系统工程部”186
111.5结论186
参考文献186
第112章无人机在火灾探测、监控和消防方面的应用190
摘要190
112.1引言190

112.2用于森林消防的多无人机编队体系结构192
112.2.1平台和传感器192
112.2.2决策系统193
112.2.3感知系统194
112.3火情探测195
112.3.1传感器196
112.3.2感知技术198
112.3.3试验结果199
112.4火灾监控和测量203
112.4.1传感器205
112.4.2感知技术206
112.4.3试验结果208
112.5消防任务中无人机与地面设施的协作211
112.5.1传感器和执行机构212
112.5.2技术213
112.5.3试验结果213
112.6结论215
参考文献217
第113章火灾监测无人机/传感器选型在美国应用的经验219
摘要219
113.1引言220
113.2火灾的物理现象：指引传感系统的光谱优化220
113.2.1烟流特性影响无人机系统的火灾检测222
113.2.2火险天气影响无人机系统的火灾检测223
113.2.3昼夜火势差别影响无人机的传感器系统运作223
113.3火灾区空域问题224
113.4无人机平台选择：战术型与战略型226
113.4.1战略(中空长航时/高空长航时)无人机系统227
113.4.2战术(低空长航时/低空短航时)无人机系统228
113.5无人机系统火灾成像传感器特性228
113.5.1战略传感器系统229
113.5.2战术传感器系统233
113.6美国空中火灾成像系统使用历史238
113.6.1美国无人机火灾成像系统发展历史239
113.7结束语247
参考文献248
第114章无人机与环境的交互：载荷运输、投放与空中操纵251
摘要251
114.1引言252

114.2交互模型254
114.3空中操作256
114.3.1研制基础256
114.3.2设计思路257
114.3.3直升机精确控制259
114.3.4直升机与环境的力学交互260
114.3.5相位环263
114.3.6重心运动265
114.3.7总结269
114.4载荷吊运与投放270
114.4.1研究现状270
114.4.2多直升机载荷吊运和投放271
114.4.3单直升机载荷吊运和投放277
114.5结论277
参考文献278
第115章海上作业无人机系统280
摘要280
115.1引言281
115.2无人机系统的应用背景282
115.3海事任务288
115.3.1任务分类288
115.3.2应用现状291
115.4无人机系统的发展趋势及其对用于海事
活动的UAS的影响293
115.4.1海洋观察和全球可持续性发展293
115.4.2技术发展趋势298
115.4.3无人机系统性能和寿命周期管理298
115.5无人机系统用于海事活动的应用前景301
115.6结论301
参考文献302
第116章无人机在外来入侵物种遥感方面的应用304
摘要304
116.1引言305
116.2杂草监测和管理寿命周期307
116.3航电设备架构308
116.4无人直升机在水生杂草监测和管理方面的应用311
116.4.1无人直升机312
116.4.2杂草监测和分类315
116.5固定翼无人机与无人直升机在木本杂草监测和管
理

方面的应用316
116.5.1固定翼无人机318
116.5.2木本杂草监测野外试验320
116.6仙人掌和枕木杂草321
116.7结论323
鸣谢324
参考文献324
第117章小型无人机信息物理系统327
摘要327
117.1引言328
117.2信息物理系统329
117.3个人遥感332
117.4基于SUAS的CPS:基于UAS的实时灌溉控制338
117.5基于SUAS的CPS:用于可替代能源藻花的跟踪340
117.6基于SUAS的CPS:入侵物种管理342
117.7基于SUAS的CPS:带标签鱼类的跟踪和野生动植
物管理344
117.8其他无人机遥感CPS方法345
117.9结论及基于无人机的CPS发展展望350
参考文献350
第21部分社会与伦理问题353
第118章社会与伦理问题：简介355
第119章无人机伦理道德357
摘要357
119.1遥控系统359
119.2自主无人机360
119.3自主无人机与力量倍增361
119.4工程与伦理问题364
119.5结论366
参考文献368
第120章军用自主机器人国际管理371
摘要371
120.1引言372
120.2军用自主机器人的背景372
120.3道德与政策问题377
120.3.1责任与风险377
120.3.2公民的法律责任378
120.3.3复杂性和不可预见性379
120.3.4正义战争理论380
120.3.5民事应用380
120.3.6广义的道德与社会问题381
120.4当前军用机器人的管理体制383
120.5具有法律约束力的国际协议388
120.5.1当前国际武装控制法中的限制条款389
120.5.2国际武装控制法注意事项392
120.6软法/管理方法392
120.6.1行为准则393

120.6.2跨政府对话396
120.6.3信息共享与建立信任措施397
120.6.4框架公约398
120.7结论398
参考文献399
第121章自主与半自主无人机的伦理问题409
摘要409
121.1引言409
121.2“人在控制回路中”的武装系统410
121.3道德背离411
121.4定点清除413
121.5从有人控制到半自主再到完全自主416
121.6经验教训421
参考文献422
第122章无人系统自主性道德问题424
摘要424
122.1引言424
122.2战场上人类的弱点426
122.3前行之路431
参考文献432
第123章无人机道德：使用无人机的职责434
摘要434
123.1引言434
123.2遥控武器的道德义务435
123.3反对意见1：向独立自主武器系统发展441
123.4对“向独立自主武器系统发展”的回应442
123.5反对意见2：UAV局限性导致违背战时法443
123.6对“UAV局限性导致违背战时法”的回应443
123.7反对意见3：UAV操作人员认知悔悟445
123.8对“UAV操作人员认知悔悟”的回应445
123.9反对意见4：UAV的定点清除446
123.10对“UAV的定点清除”的回应446
123.11反对意见5：UAV引发战斗中的不公正与不对称448
123.12对“UAV引发战斗中的不公正与不对称”的回应448
123.13反对意见6：诉诸战争权门槛降低450
123.14对“诉诸战争权门槛降低”的回应451
123.15结论454
参考文献455
第124章杀伤机器人：军用无人系统设计中的伦理问题457
摘要457
124.1引言457
124.2构建安全系统459
124.2.1使人类避开伤害之路460
124.2.2远程操作人员的心理压力462
124.3为《武装冲突法》量身设计464
124.3.1机器人可否满足识别和相称性准则464
124.3.2落实责任466
124.3.3通过设计避免战争犯罪467
124.4结论471
鸣谢472
参考文献473

第125章美国国家科学院无人机的伦理问题476
摘要476
第22部分后记483
第126章未来的无人机485
摘要485
126.1引言486
126.2无人航空对未来经济的影响487
126.3无人机在军事应用上的挑战和问题489
126.3.1自主性491
126.3.2互操作性491
126.3.3空域一体化492
126.3.4通信492
126.3.5培训492
126.3.6推进与动力492
126.3.7有人机-无人机(MUM)编队492
126.3.8人机(无人机)交互问题492
126.4民用无人机系统面临的挑战和问题493
126.5前行之路499
参考文献500