国外地面无人作战平台军用机器人发展概况综述

１８机器人技术与应用引 言国外地面无人作战平台是随着技术的进步和不断增长的减少人员伤亡的需求而产生的。

从广义上讲，地面无人作战平台就是在地面上行驶的能执行军事任务的军用机器人，根据执行任务不同可以分为地面无人侦察车／侦察机器人、无人探雷／扫雷车、排爆机器人、战场突击机器人等等。

１．　国外地面无人作战平台军用机器人的发展历程国外地面无人作战平台军用机器人的发展大致分为三个阶段：遥控地面无人作战平台，半自主地面无人作战平台和自主地面无人作战平台。

遥控地面无人作战平台即远距离操纵的无人车辆。

半自主地面无人作战平台可在人的监视下自主行驶，在遇到困难时操作人员可以进行遥控干预，能完成侦察、作战和后勤支援等任务。

自主地面无人作战平台依靠自身的智能自主导航，躲避障碍物，具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能，能够独立完成各种战斗任务。

２０世纪８０年代以前，因受当时图形处理、数据融合等关键技术的限制，地面无人作战平台的进展缓慢，发展重点为遥控地面无人作战平台。

２０世纪９０年代以来随着自主车辆技术及其他关键技术突破性的进展，地面无人作战平台得以进一步发展，出现各种自主／半自主平台。

目前遥控地面无人作战平台的技术比较成熟，这些平台主要用于执行扫雷、排爆、侦察等任务。

典型的遥控地面无人作战平台有美国Ｍｉｎｉ－Ｆｌａｉｌ小型遥控无人扫雷车，Ｍ６０“黑豹”扫雷车，德国的“清道夫”２０００（Ｍｉｎｅｂｒｅａｋｅｒ２０００）扫雷车，英国的履带式“手推车”及“超级手推车”□　仲崇慧 贾喜花北方科技信息研究所［摘　要］　２１世纪，高新技术突飞猛进，引发了军事领域一系列重大变革。

尤其引人注目的是，作为未来战争物质基础的武器装备不断花样翻新，并呈现出向无人化迅速发展的新趋势。

本文详细介绍了国外地面无人作战平台军用机器人的发展历程，发展现状及其未来发展方向，分析了其相关技术领域，并提出了国外地面无人作战平台未来的发展重点。

［关键词］地面无人作战平台，军用机器人，武装机器人，无人车。

国外地面无人作战平台军用机器人 发展概况综述排爆机器人，美国的“萨格”监视与侦察地面装备等。

　典型的半自主地面无人作战平台有美国的ＳＳＶ半自主地面战车，德国的ＭＶ４爆炸物处理机器人等。

自主地面无人作战平台相关项目与平台有美国的越野机器人感知（ＰｅｒｃｅｐｔＯＲ）技术演示项目，先进机器人系统（ＡＲＳ），ＤＥＭＯ　ＩＩＩ　ＸＵＶ系列演示平台，Ｎａｖｐｌａｂ自主导航车及法国的自主式快速运动侦察车（ＤＡＲＤＳ）等。

２．　地面无人作战平台军用机器人的发展现状地面无人作战平台是未来陆军的重要力量，能明显增强部队的作战能力，代替人在高危险环境下完成各种任务，如扫雷、探雷、布雷、排爆、侦察等，而且使用地面无人作战平台对保存有生力量、提高作战效能具有重要意义，因此世界各国都极其重视地面无人作战平台的研制。

２．１　美国地面无人作战平台发展现状尽管目前美、英、德、法等国均已研制出多种型号的地面无人作战平台，但是美国正在开展的是到目前为止最复杂和最前沿的工作。

首先，开展的项目繁多，包括联合机器人计划；机器人合作技术联盟项目；坦克机动车辆与研发中心主持的车辆电子技术集成项目；海军爆炸物处理技术中心主持的基本未爆弹药处理系统项目（ＢＵＧＳ）；国防高级研究计划局主持的越野机器人感知项目；陆军的未来战斗系统机器人项目等；其次，技术较为先进，有些平台已具备实战使用能力，如部署在伊拉克和阿富汗的ＰａｃｋＢｏｔ，ＭＡＴＩＬＤＡ等。

此外，减少人员伤亡一直是美军追求的目标，因此，研制和装备各种地面无人作战平台，利用地面无人作战平台代替士兵完成各种危险的作战任务以及士兵无法完成的作战任务将成为美军的一个重要发展方向。

按照其发展计划规划分析如下。

２．１．１　联合机器人计划（ＪＲＰ）联合机器人计划由美国国防部、美国陆军和美国海军陆战队等多个军种共同参与，旨在消除重复性的机器人系统研制工作，并研制和部署无人地面车辆系统。

在该计划下已研制了展示多种能力和技术的地面无人作战平台样车系统，这些车辆的复杂性从遥控作业到半自主控制不等。

萨格（ＳＡＲＧＥ，监视与侦察地面装备）是Ｓａｎｄｉａ国家实验室在２０世纪９０年代中期研制的，是ＤＩＸＩＥ车辆的变型车。

ＳＡＲＧＥ的目的是提供一系列ＵＧＶ样车，这些车辆可交付给士兵进行用户鉴定、演示、试验和其他演习，以明确未来战术无人车辆（ＴＵＶ）的要求。

代用遥控车（ＳＴＶ）是２０世纪９０年代初为满足战术无人地面车辆（ＴＵＧＶ）项目的要求而研制的。

该车以６×６全地形车平台为基础，可以遥控或手动驾驶。

传感器包括昼／夜摄像机、前视红外、激光测距仪和声音传感器组件。

ＳＴＶ曾被用于帮助确定ＵＧＶ需求的使用概念演习。

技术试验台（ＴＴＢ）是２０世纪９０年代中期研制的，主要用于演示装有多种侦察和监视传感器的遥控型高机动多用途轮式车辆平台。

ＴＴＢ曾被用于演示转发器和光纤数据链接、传感器桅杆和机动性。

室外移动评估探测和响应系统（ＭＤＡＲＳ－Ｅ）项目将为陆军提供一种能够在室外环境中（如仓库、军品储存区、军械库、石油储存区、机场、车站、弹药补给站、港口、工业材料库）执行半自主随机巡逻和监视任务的安全车。

主要活动包括入侵者探测、库存产品评估、障碍评估（遥控锁度数）。

ＧＤＲＳ公司研制了ＭＤＡＲＳ－Ｅ样车，该项目正在向预生产阶段过渡。

ＭＤＡＲＳ－Ｅ的能力包括：能够自主作业，直至探测到异常物；完全遥控和操作人员对异常物的 １９机器人技术与应用直观评估；导航误差为６ｃｍ；自动规避障碍物；能够探测距离１５０ｍ处爬行、行走或跑动的入侵者的探测与评估系统；能在混凝土、柏油路、碎石路或不平坦的粗糙地形上作业；可跨越铁轨和其他小型障碍；可连续作业１４小时；一个控制站可同时控制８辆机器人车辆。

此外，从２０世纪９０年代起，为了推动ＵＧＶ自主和半自主机动性能力的发展，还进行了一系列演示项目（ＤＥＭＯ）。

ＪＲＰ中期计划包括：完成遥控车辆（ＶＴ），战术无人车（ＴＵＶ）系统的研制、生产与装备；完成遥控爆炸物处理（ＲＯＮＳ）的生产与装备；开始移动探测评估和响应系统（ＭＤＡＲＳ－Ｅ）的生产。

２．１．２　机器人合作技术联盟项目陆军研究实验室投资的机器人合作技术联盟（ＣＴＡ）工作是一项多年度项目，目的是通过基础研究和应用研究来开发和评定机器人技术，并将该技术转化成其他应用。

该联盟以通用动力公司机器人系统分部为首，由与政府相关部门合作的工业和学术单位组成。

研究的４个主要技术领域是：先进感知：重点是让半自主机器人车辆在用于战术机动性规划和环境测绘中能够在多种地形和天气条件下进行快速和灵活机动地移动。

智能控制结构：研究支持车用几何规划所需的先进结构，完成与战术方案相关的复杂“战术行为”，提供态势感知和信息管理需求的网络核心方案（与为未来战斗系统项目设想的特别移动结构连接）；人机接口：这项研究使机器人系统能够保持有效的方向和控制，同时降低操作者在整个预期任务、压力条件、士兵能力和战场强度下的工作量。

人力性能模拟、工作量理论、士兵对自动化的信任、接口应用和评估也属于研究内容；建模、模拟和试验：为机器人研究人员提供前所未有能力，以设计和评估新的机器人车辆感知能力、战术行为、部队相互作用，适应不断发展的作战需求，并用于确定和集中研究领域。

２．１．３　车辆电子技术集成项目车辆电子技术集成（ＶＴＩ）项目，又称“机器人跟随车和乘员自动化试验台”（ＣＡＴ），由坦克机动车辆与研发中心（ＴＡＲＤＥＣ）主持。

这些平台能以伴随模式使用同类自主机器人车辆完成护卫任务。

ＣＡＴ车内的两名乘员将管理多达１０辆可在类似于未来战斗系统场景的战场上执行射击、侦察和运输任务的无人系统。

每名士兵将使用带有先进的决策辅助设施的指挥控制站来管理机器人跟随车、ＣＡＴ车辆（也属于自主车辆）、图１　机器人跟随车和乘员自动化试验台（ＣＡＴ）图２ 基本未爆弹药处理系统　２０机器人技术与应用无人值守地面传感器和无人机。

２．１．４　基本未爆弹药处理系统（ＢＵＧＳ）项目该项目是一项概念验证项目，用于提供和演示机器人小组在地表未爆弹药处理任务中自主和协作作业。

初步演示采用的是由５台机器人组成的小组。

项目重点是智能与合作行为，而不是传感器或平台研制。

在最新的演示中，原有的５台机器人使用新型障碍探测传感器、障碍规避运算法则、观测传感器和新型未爆弹药铲臂进行了升级。

机器人小组的指挥控制通过ＡＤＲＣＳ变型结构得以实现。

２．１．５　越野机器人感知（ＰｅｒｃｅｐｔＯＲ）项目国防高级研究计划局（ＤＡＲＰＡ）主持的越野机器人感知（ＰｅｒｃｅｐｔＯＲ）项目正在研究和评估先进的运算法则和无人地面车辆传感器的系统试验。

目前已进行了几次传感器改进，包括提高ＧＤＲＳ公司研制的第三代光雷达成像仪以及ＩｎＳｂ立体前视红外摄像机的分辨率。

２．１．６　未来战斗系统（ＦＣＳ）项目未来战斗系统最需要的是有人与无人平台之间的密切集成与合作，该项目已经确定了对无人地面车辆的三项主要需求：小型无人地面车辆（ＳＵＧＶ），是一种便携式遥控侦察和监视机器人，装备传感器的小型无人地面车辆可以协助部队观察建筑物角落。

小型无人地面车辆可以装备４０ｍｍ榴弹发射器，装备定向扩音器和运动探测器的小型无人地面车辆可以通宵站岗；多用途通用／后勤装备（ＭＵＬＥ）车辆，重２．５ｔ，采用独特的独立铰接式悬挂，每个车轮由轮毂内电机驱动。

有３种车型，分别用于装备运输、防空和扫雷，如图４所示，图中上方为扫雷车，下方左侧为防空车，右侧为装备运输车；武装侦察车辆（ＡＲＶ），重６ｔ，装有装备导弹和火炮系统的炮塔，主要用于执行各种侦察、监视和目标探测（ＲＳＴＡ）任务和直射／间图４ 多用途通用／后勤装备（ＭＵＬＥ）车辆图５ 武装侦察车辆（ＡＲＶ）图３ 小型无人地面车辆（ＳＵＧＶ） ２１机器人技术与应用射火力任务。

武装侦察车辆也可以在未来战场周围播撒无人值守地面传感器。

２．２　法国地面无人作战平台发展现状法国不仅在地面无人作战平台拥有量上居于世界前列，而且在地面无人作战平台应用水平和应用范围上处于世界先进水平。

典型的地面无人作战平台有Ａｌｓｅｔｅｘ公司的ＳＡＥ　ＭＣ８００爆炸物探测机器人；ＤＭ开发公司的ＲＭ３５机器人；Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｘ公司的ＴＳＲ２００机器人和微型爆炸物处理机器人Ｍｉｎｉｒｏｂ。

其中法国陆军、空军和警察部队都装备有ＴＳＲ２００机器人。

目前在研项目主要有自主式快速运动侦察演示车（ＤＡＲＤＳ）项目和用于目标压制的无人目标捕获系统（ＳＹＲＡＮＯ）项目。

ＤＡＲＤＳ是一种４×４工程演示样车，最大公路速度和越野速度分别为１２０ｋｍ／ｈ和４０ｋｍ／ｈ。

该车具有精确的高速、低速轨迹控制，平稳转向，以及侧向加速度与横向加速度的自适应控制。