人工智能(AI)与无人飞行器(UAV)的融合显著提升了平台能力,尤其在增强态势感知领域。本文系统综述AI驱动技术提升无人机态势感知的研究进展。开篇界定无人机作战背景下"态势感知"及其核心要素——感知、理解与预测。继而探讨机器学习、深度学习、计算机视觉、自然语言处理及数据融合等AI方法如何强化无人机环境感知与解析能力。研究覆盖军事、民用及商业领域AI增强型无人机态势感知应用,重点包括:先进监视、目标捕获、搜救行动、环境监测、交通人流监控、基础设施巡检及物流配送。同时剖析AI无人机实施中的技术挑战(数据质量、实时处理、环境影响、可扩展性)与操作难题,并审视隐私隐忧及监管争议等伦理法律议题。除文献综述外,本文提供详实案例研究展示成功AI无人机应用,提炼实践洞察与经验教训。研究还识别传感器技术创新与AI算法突破等前沿趋势,指明领域发展机遇。核心结论强调AI在提升无人机态势感知方面的变革潜力,为构建更智能、自主、高效的空中系统铺平道路。本综述为研究者、从业者及政策制定者理解并利用AI-无人机技术交叉应用提供价值资源。
无人飞行器(UAV)作为多领域关键工具,凭借在危险/不可达环境作业能力及高性价比优势实现广泛应用。军事领域,无人机通过实时情报与态势感知能力,在监视侦察与战术行动中降低人员风险并提升任务效能;民用场景涵盖灾害响应、农业监测、基建检查及物流配送;搜救行动中无人机可快速覆盖广域复杂地形,显著提升受困者定位与救援概率(Arjomandi等, 2006)。态势感知作为无人机作业核心能力,包含感知(识别环境要素)、理解(解析要素关联与意义)、预测(预判态势演变)三级认知架构(Endsley, 1995, 1999),确保无人机安全高效达成作战目标。
无人机动态作业环境的不可预测性要求实时数据处理与决策能力(Endsley, 1995)。传统方法难以应对海量复杂数据,AI技术由此成为关键赋能器——机器学习、深度学习与计算机视觉等技术使无人机具备自主环境感知、模式识别、情境适应及智能决策能力。AI与无人机融合不仅提升作战效能,更拓展应用边界(Endsley, 1995)。本文旨在系统梳理AI增强无人机态势感知的技术现状,通过解析多元AI方法与应用案例,全面阐释AI如何变革无人机作业模式,并揭示融合进程中的机遇与挑战。综述范围涵盖机器学习、深度学习、计算机视觉、自然语言处理及数据融合等AI方法在无人机态势感知中的应用,辐射军事、民用及商业多领域场景,重点解析AI如何提升无人机环境信息感知-理解-预测能力。
• 阐释态势感知基础概念及其在无人机作业中的战略价值
• 分类评述增强无人机态势感知的AI技术体系
• 剖析多领域AI驱动态势感知的应用实践
• 识别AI-无人机融合的技术瓶颈、操作挑战及伦理法律风险
• 展望新兴技术趋势与未来研究方向
第二章阐述文献筛选标准与方法论;第三章解析态势感知理论基础、无人机系统及AI方法体系;第四章评述提升无人机态势感知的AI模型研究;第五章探讨AI与新兴技术优化无人机态势感知的未来路径。