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行业动态
地面无人系统的军事应用   分享到:

在人类与大自然的挑战过程中,由于受制于血肉之躯、反应速度、无法飞行及隐身等因素,人类不得不利用经验与智慧不断地创造具有一定功能的工具,来克服挑战中面对的一个又一个难题,不得不在各种复杂的环境中进行着不同的尝试,不得不在自然环境中艰难前行。为了在极端恶劣条件下,尽可能的减少人员伤亡,保存团队的战斗能力;为了不辱使命,完成各种危险侦测、战地支援与侦查等高危任务,人类一直不断探寻着地面无人系统,来跨越各种障碍。而随着通信技术、计算机技术、精密传感技术等高新技术的高度发展,无人技术也随之取得了显著性的进展。其研究成果不仅在军事领域得以广泛应用如地面战车,而且在森林防火、道路巡查、电力线路巡检、地理遥感测绘、灾区支援、农业普查等民用领域也越来越彰显着价值,如空中机器人-无人机。

地面无人系统是系统架构、环境感知、行走控制、安全防护、动力、自主控制等一系列关键技术融合而成的。其中最主要的就是自主地面无人系统结构、功能及行为技术。它充分融合了轮式、履带式、复合式、足式等行走技术,采用电机、液压、气动人工肌肉、记忆合金等模式进行驱动,通过先进的控制芯片优化行走机构,使地面无人系统的爬坡、越障、越壕、转向、姿态控制等机动性能充分发挥,使地面无人系统具备超强的自主控制和动力性能使之具备强劲的动力性能、超强的自主控制能力、良好的自适应性和多样性行走的能力。同时,地面无人系统具备良好的信息安全、隐身、主动加密通信、抗干扰等能力,具备较高的安全和防护性能。

地面无人系统发展历程

由于军事科技发展的需要,自上世纪六七十年代开始,科学家们针对地面无人系统的开始进行理论研究或者在研究室内进行了机械式遥控控制的机器人及地面无人作战平台等的初步尝试。但那个时候由于受限于传感器、摄像机等设备、数据融合、图形数据处理等技术的发展水平,地面无人系统的控制系统、运动性能、协调性等均比较简单。而随着控制技术、传感技术等科技的发展,地面无人系统的研究的也不断深入,先后经历了遥控(起步)、半自主控制(初期研究)、自主控制(深化研究)和智能化(全面发展)四个发展阶段。

(1)起步阶段:20世纪60年代至80年代初,地面无人系统的研究并没有被赋予明确的军事需求和目的,相关的研究也仅仅是集中于无人遥控的能够缓慢移动的室内地面移动机器人。

(2)初期研究阶段:20世纪80代年代至90年代初,随着美国国防高级研究计划局(DARPA)的“战略计算计划”的推行,以自主陆地车辆为主的地面无人系统项目的研究迅速开展了起来,同时也推动着室外自主机动无人车技术的发展。

(3)深入研究阶段:20世纪90年代至21世纪初,美国国防高级研究计划局(DARPA)联合美国陆军开展了“DEMO系列计划”,再次推动着无人车半自主越野机动技术、检测技术及避障技术等迅猛发展。

(4)全面发展阶段:进入21世纪初以来,随着控制技术、传感技术、材料技术等的突破性发展,地面无人系统,特别是无人机及仿生机器人,取得了较为耀眼的成果。地面无人系统也逐步向模块化、智能化、网络化、仿生化、协同化等方面发展。

地面无人系统分类与发展现状

虽然目前国外地面无人系统的研发种类已经超过300多种,其中超过200多种的研发成果也已被应用于侦察、通信、雷达干扰、火控引导、深度打击、路障清除等多个军事领域。但从地面无人系统的驱动模式来说,可以把地面无人系统分为无人车系统和地面机器人系统两大类。其中,无人车主要指采用轮式、履带式或者复合式行走装置的无人驾驶车辆,如军用背包车辆、无人排爆车以及“守护者”系列无人车等;而地面机器人主要指采用不同于车轮、履带等传统车辆行走装置的各种机器人,如“超级手推车”系列和“土拨鼠”、“野牛”遥控系列地面无人平台、“大狗”四足机器人、“阿特拉斯”人形机器人等。

无人地面车辆

无人地面车辆,英文为Unmanned ground vehicle,昌北简称为UGV。它高度集成了车载控制系统、精密传感和智能感应等技术,能够在特殊地域、特殊环境、特殊行动使用的一种可以遥控操作、自主行驶、多次应用的特殊地面车辆。

目前世界各国应用的无人地面车辆种类较多,可以说是门类齐全。其中比较典型的主要有美国的“魔爪”系列、“派克波特”系列、M160远程遥控扫雷系统、“侦察兵”XT机器人等;以色列的“前卫”和“守护者”无人车;英国的“手推车”MK.8地面无人系统、CYCLOPS小型地面无人系统、SATUR侦察地面无人系统、MACE大型多用途地面无人系统;法国的AMX-30B2、“卡梅伦”、“卡博”等系列地面无人系统;德国的“地雷破坏者”扫雷地面无人车、TEODOR排爆地面无人车;俄罗斯的新型“乌兰”系列无人车以及中国的军事交通学院研制的猛狮智能1号无人车、国防科技大学研制的沙漠苍狼无人车、山河智能装备公司研制的无人山地智能运输车、北方车辆研究所的轮式无人巡逻监视平台、以及某军工企业的“侦察机器人”、“小型履带式侦察作战平台”和中天引控的汉骡-200多任务通用车等。其主要应用领域包括武装侦察、突击爆破、排爆排雷、后勤保障、智能运输系统、侦察和监视以及伤员救援、目标定位与搜索等方面。

地面机器人

地面机器人由于集成了精密光纤摄像头、探测雷达、导电和超声波等传感器、力度测量仪等先进设备,被广泛应用于军事领域和民用领域。在军事领域方面,地面机器人主要用来进行扫雷、秘密侦查、炸弹排除、武装攻击、机场安保、应急救援、区域监控以及防爆清理等方面。在民用方面,地面机器人主要应用于水下探测、考古挖掘、工业生产、地形探测、家居智能生活等方面。其中比较有代表性的地面机器人有美国的“大狗”四足机器人以及蛇形机器人-“金字塔漫游者”、日本SCHAFT公司的HRP-2双足机器人、俄罗斯的“山猫”四足机器人、英国的“土拨鼠”以及“野牛”系列地面机器人、德国的TELEMAX排爆机器人、中国兵器工业第201研究所研制的山地四足仿生以及北航的六足机器人等。

地面无人系统的发展趋势

随着新型隐身材料、控制芯片、智能传感、通信性能、仿生控制、环境感知、协同共享、无线传输、信息安全等领域技术的不断提高,地面无人系统无论是在军事上,还是在民用上,都将会更加注重各方面性能的提升,地面无人系统的小型化、隐身化、智能化、仿生化必将是必然趋势,未来的地面无人系统也必将具备更高的智慧分析自主判断能力,以及与人类并肩协同作战的能力。来源:智能巅峰





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