在信息技術和智能技術的推動下，一種比空氣輕的飛行器——無人飛艇因其顯著的低能耗優勢重新贏得了人們的青睞，並在長時監控領域顯露出了巨大的應用前景。
塞班斯編著的《輕於空氣的航空機器人－－無人飛艇的制導與控制》以自主型無人飛艇這種輕於空氣的航空機器人為研究對像，從繫統建模、任務規劃、航跡設計和飛行控制等方面，對無人飛艇的制導和控制原理進行了繫統的、深入的介紹，具有很好的理論價值和實用性，對機器人與自動化、航空技術、智能控制和任務規劃等相關專業的研究生、學者和科研人員都具有很好的參考作用。

航空機器人是一種無需人的直接控制就可以實現 持續飛行並執行特定任務的繫統。輕於 空氣的航空機器人是一種利用靜升力來平衡自身重量 的航空器，也定義為擁有足夠自主性的 無人飛行器或無人飛艇。由於維持飛行所需的能量很 少，“比空氣輕的繫統”顯得特別吸引 人。它們正被逐漸用於執行各種各樣的任務，如監視 、檢查、廣告、貨運和交通等。 塞班斯編著的《輕於空氣的航空機器人－－無人 飛艇的制導與控制》旨在使讀者熟悉一些經研究證明 行之有效的任務規劃與控制策略。這些策略由不同 層次的一繫列模塊構成，這些模塊自上而下相互交聯 ，並包含按不同評價準則明確定義的函 數。第一層由離散搜索策略組成，用於周期性地產生 趨向目標，同時能避開障礙和威脅區域 的航路點集合；第二層對航路點集合進行平滑，使所 生成的航路在給定的速度和加速度約束 下切實可行；第三層產生可飛的、時間上連續的軌跡 ；最後一層是跟蹤控制，目的是使規劃 航跡與飛艇實測航跡之間的偏差降到最小。 本書的內容即按這種層次結構組織，主題包括建 模、飛行規劃、航跡設計與控制等，並 在附錄中介紹了一些實際項目。本書對於從事機器人 與自動化、航空航天技術、控制與人工 智能等方面研究的學者和科研人員具有很好的參考價 值。

第1章 緒論
1.1 航空機器人學
1.2 本書內容提要
第2章 建模
2.1 引言
2.2 運動學模型
2.2.1 歐拉角
2.2.2 歐拉參數
2.3 動力學模型
2.3.1 質量特性
2.3.2 六自由度動力學模型：牛頓一歐拉法
2.3.3 六自由度動力學模型：拉格朗日方法
2.3.4 平移動力學
2.4 航空氣像學特性
2.4.1 風的分布
2.4.2 下擊暴流
2.5 結論
第3章 任務規劃
3.1 概述
3.2 飛行規劃
3.3 運動規劃算法綜述
3.3.1 總體問題描述
3.3.2 問題類型
3.4 微分約束規劃
3.4.1 路線圖算法
3.4.2 人工勢場法
3.4.3 基於隨機采樣的航跡規劃
3.4.4 解耦航跡規劃
3.4.5 有限狀態運動模型：機動自動化
3.4.6 數學規劃
3.4.7 滾動時域控制
3.4.8 反應式規劃
3.4.9 隨機路線圖方法
3.4.10 快速擴展隨機樹
3.4.11 有導向的擴展搜索樹
3.5 不確定風下的規劃
3.5.1 滾動時域方法
3.5.2 馬爾可夫決策過程方法
3.5.3 隨機不確定性下的機會約束預測控制
3.6 強風下的規劃
3.7 任務分配
3.8 小結
第4章 航路設計
4.1 簡介
4.2 盤旋軌跡的生成
4.2.1 配平航跡
4.2.2 盤旋狀態下的欠驅動
4.3 巡航飛行時的側向規劃
4.3.1 無人飛艇的側向動力學特性
4.3.2 時間*優極值
4.4 Zermelo導航問題
4.4.1 導航方程
4.4.2 一個特殊的解
4.5 有風條件下的三維航路設計
4.5.1 確定參考控制
4.5.2 可達性和能控性
4.5.3 忽略風的運動規劃
4.5.4 確定*小能耗路徑
4.5.5 確定時間*優路徑
4.6 參數曲線
4.6.1 笛卡兒多項式
4.6.2 配平航跡
4.6.3 非配平航跡
4.6.4 兩個不同配平航跡之間的機動
4.6.5 Frenet-Serret方法
4.6.6 Pythagorean Hodograph曲線
4.6.7 n3樣條
4.7 總結
第5章 控制
5.1 引言
5.2 線性控制
5.2.1 巡航飛行時的線性方程
5.2.2 飛行和操控品質
5.2.3 經典線性控制
5.2.4 線性魯棒控制
5.3 非線性控制
5.3.1 動態逆方法
5.3.2 固定飛行高度中的軌跡跟蹤
5.3.3 變結構魯棒控制
5.3.4 反步控制器設計
5.3.5 利用曲率和撓率的線跟蹤技術
5.3.6 智能控制
5.4 繫統健康管理
5.4.1 健康監測
5.4.2 繫統故障的診斷及處置
5.5 總結
第6章 結論
附錄 當前項目
參考文獻