地面无人系统发展现状及关键技术

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1、外军地面无人系统作战应用现状及其发展1地面无人系统分类地面无人系统主要包括无人车系统和地面机器人系统,无人车主要指采用轮式或履带式行走装置的无人驾驶车辆,如以色列“守护者”4×4无人车;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“大狗”四足机器人、“阿特拉斯”人形机器人。地面无人系统根据平台重量及部署方式可分为如下3类:▲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“大狗”四足机器人(1)便携式，重量不超过16千克，主要由士兵背负携带;(2)车载式,重量

2、比便携式重、部署时需要使用运载平台(如车辆)将其运输到任务区域;(3)自行机动式，重量通常达到90千克以上，能够依靠自身动力达到公路行军速度。目前，国外发展的地面无人系统超过300种,列装的约200余种。其中,便携式占比达到了85%,主要应用于侦察监视等辅助作战任务;车载式大约占10%,可用于执行探测、摧毁和路线清障等作战任务;目前自行机动式地面无人系统的数量很少,主要用于执行班组支援、地雷探测与处理,由于它还拥有卓越的机动性,并可装备轻型武器站,使其可执行高机动支援和火力打击任务。1发展历程国外自主地面无

3、人系统的发展始于上世纪60年代,迄今主要经历了4个阶段:(见图1)图1国外地面无人系统发展历程20世纪60年代至80年代初:这一阶段的研究还没有被赋予明确的军事需求和目的,研究工作主要集中于可以实现室内自主机动的地面移动机器人,限于当时的视觉处理技术水平,早期的地面机器人1小时仅能移动数米。20世纪80代年代至90年代初:DARPA通过“战略计算计划”开展自主陆地车辆项目研究，以推动室外自主机动无人车技术的发展，研制出首辆最高车速达到20千米/秒的自主越野无人车。20世纪90年代至21世纪初:这一时期的研究

4、以美国DARPA和美国陆军开展的DEMOⅡ和DEMOⅢ计划为代表，研究重点是无人车半自主越野机动技术,DEMOⅢ计划的试验无人车在公路上的行驶速度达到65千米/时，在野外环境下可以达到35千米/时，对于正障碍和负障碍都能检测和避让。21世纪初至今:这一时期半自主地面无人系统发展成熟并投入使用，以色列装备的“守护者”半自主无人车最大速度为80千米/时,能够探测与规避障碍，可自主“跟随”车辆或士兵行进。这一时期美、英、以等国还开始开展有人-无人系统以及无人系统间的协同技术研究，以发展地面无人系统协同作战能力。1

5、美军无人系统典型发展战略及规划1.1美国无人地面系统路线图美国陆军机器人系统联合项目办公室(RSJPO)每2年发布1次《无人地面系统路线图》。2011年7月,机器人系统联合项目办公室发布《2011-2020无人地面系统路线图》,确定未来10年的短期(2011-2015)和长期(2016-2020)无人地面系统发展策略。《2011-2020无人地面系统路线图》的要点有2个:机器人现代化和可互操作性。机器人现代化是指能增强系统功能性和可靠性的技术更新和实现;对可互操作性的规划,可以确保现有和未来无人地面系统能够

6、与其他有人和无人系统通信,实现在战场上不中断地操作运行。美军通过在伊拉克和阿富汗战场上部署使用无人地面系统,收集到了不少技术改进信息,包括电源、电池寿命、通信、态势感知以及其他的多样化的工具等。根据美国陆军《2011-2020无人地面系统路线图》,2020年前陆军将主要发展以下无人地面系统项目:l具有爆炸物探测和清理能力的M160轻型扫雷车(全称是“遥控式反人员地雷清理系统”(APMCSRC));lPackBot小型可疑目标检查和清理系统族;lTALON中型可疑目标检查和清理系统族;l路线侦察与清理机器人平

7、台;lMARCbotIV/IV-N轮式侦察机器人以及通用机动平台(CMP);l具有能使有人驾驶平台转为自主行驶的自主能力附加套件;l提供态势感知/态势理解和监视侦察与情报能力的XM1216小型无人地面车辆(SUGV);l具有导航能力的XM155自主导航系统。2020年前陆军无人地面系统发展的重点技术领域为:自主导航,通信,动力,体系结构,人机接口,操纵控制,地形机动,载荷。2020年前陆军无人地面系统发展优先计划:(1)对以下现有系统实行现代化改进:M160、PackBot、TALON、MARCbot、迷你

8、无人地面车辆和小型无人地面车辆(SUGV)。(2)跟踪、观察和评估新兴技术,并作风险评估分析。新兴技术包括机动车自主能力附加系统(AMAS)、SANDI道路清理和运队任务无人车(全称是“有监督的探测和消除简易爆炸装置自主系统”)、能运载1200磅(544.31千克)的装备、食物、武器和弹药的班用多用途装备运输车(SMET),用于探测、标记和报告简易爆炸装置的多任务无人地面车(MM-UGV)。(3)实现可互操作性。