军用机器人车辆

编辑:耗尽网互动百科 时间:2019-12-06 12:08:04
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军用机器人车辆是用来完成各种军事任务的无人车辆。按其行动机构可划分为轮式、履带式和步行式3种类型,按其控制方式可划分为遥控式、半自主式和自主式等类型。
中文名
军用机器人车辆
概    述
军用机器人车辆是用来完
发展情况
军用机器人车辆经历了一个
遥控车辆
首先发展的军用机器人车

军用机器人车辆发展情况

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军用机器人车辆经历了一个从遥控车辆到自主车辆的发展过程。随着用途的日益扩展,世界上各军事大国都在加紧军用机器人车辆的研制和应用。

军用机器人车辆遥控车辆

首先发展的军用机器人车辆是遥控无人车辆,遥控操作手远离车辆,通过选定的控制方式进行遥控。早期的遥控车辆功能简单,如首辆投入使用的德国歌利亚(Goliath)爆炸物运送车仅是一种把爆炸物送到目的地而整车引爆的一次性使用遥控车辆,用电缆通信控制,主要用于摧毁防御工事或扫雷。该车在1942~1945年共生产了7000多辆,用于法国和苏联等国战场。后来德国又研制了一种更先进的BIV型机器人车辆,能在目的地把装药投射出去,采用无线电控制,克服了电缆控制距离短的缺点。为解决无人车辆在操作手视线以外的控制问题,近年来在车辆上配备了立体电视摄像机,操作手可在遥控台监视器上进行观察控制,宛如身临其境的感觉。目前广为使用的是光纤控制,光纤是缆重量轻(每1000m约2kg),信号衰减少,且能传输更多的信息,保密性好。采用光纤控制的机器人车辆遥控距离远,如美国的突击队员机器人车(Robotic Ranger Vehicle),遥控距离可达10km。
为使光纤控制和无线电控制相互取长补短,一些遥控车辆的控制采用了两者相结合的方法。如美国陆军的ROBAT扫雷车,以无线电控制为主,光纤控制为辅,而美国海军陆战队的遥控车辆则以光纤控制为主,无线电控制为辅。
遥控机器人车辆是较低级的机器人系统,必须由人进行远距离控制,在目前的技术水平条件下,这种车辆的研制易获成功,周期短,费用低。

军用机器人车辆自主式机器人车辆

自主式车辆与遥控车辆区别是它不需要操作手,而是依靠自身的人工智能来完成预定的动作和任务,主要特征是采用了许多先进而可靠的传感器和高速计算机系统,需要复杂的人工智能/专家系统程序。在地面行驶时能选择最佳路线和地形到达目的地。自主式车辆的地面导向需要快速计算机处理系统,而其观察系统需要有高水平的图像识别能力。
虽然自主式车辆是机器人车辆的发展方向,但目前各种自主式车辆研制都未达到实用阶段,大都是半自主式,而且完成的车型也不多,自主式工作能力有限,如美国陆军的PROWLER 60系列车仅具有沿边界自主巡逻的能力。

军用机器人车辆研制情况

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目前,美国、以色列、英国、西班牙、法国、联邦德国、日本和苏联等都在积极研制各种军用机器人车辆,已有许多车型装备使用。
美国是研制军用机器人车辆最积极和进展最快的国家,已拥有多种生产型车和试制样车。该车研制工作开始于80年代初,国防部预研规划局、陆军坦克机动车辆局和海军陆战队等都很重视,不仅所属研究机构开展了研制工作,而且还与许多大学及厂商进行广泛协作。1983年专门成立的机器人防务系统公司就专门从事军用机器人车辆的研制工作。目前美国比较成功的军用机器人车辆主要有ROBAT扫雷车、PROWLER机器人车和突击队员机器人车等。
为提高军用机器人车辆的水平,美国国防部预研规划局业已开始了自主式地面车辆计划的研究工作。该计划实际上是研制一辆机器人技术表演平台,以论证自主技术研究的最新成果。主要技术有视沉系统、新的计算机结构、规划系统、语言及微电子设备等。
以色列的二十一世纪九月有限公司(Israel's 21st Century Sivan Ltd)目前已研制出了TSR700型和TSR50 型两种遥控式警戒车,前者已装备使用。正在研制TSR150型半自主式机器人车辆。
英国的机器人车辆研究工作开始于1972年,成功的车型是称为手推车(Wheelbarrow)的遥控车辆,主要用于清理爆炸物,其最新型号为MK8型。该车目前已生产500辆以上,装备40多个国家。一种称为红火(Redfire)的变型车曾在1982年的马尔维纳斯群岛战争中用于扫雷。
法国AID公司研制一种RM200型(6×6)轮式机器人车辆,用电缆控制,车重250kg,用蓄电池供电驱动,用于清理炸弹等。
联邦德国目前有14多家公司和一些大学研究机构从事机器人研究。陆军也积极资助,并考虑若干应用范围。道尼尔·艾尔特罗(Dornier/Eltro)公司已经设计出一种遥控探雷车SMG。
日本是世界上工业机器人生产和应用的领先国家,现在积极进行无人车辆的研究。虽然这些无人车辆是为民用目的设计的,但也能用于军事,尤其是用于后勤支援。日立工程研究实验室已制造了一种能随着地形的变化而改变其外形的可变形态履带车的样车模型。

军用机器人车辆应用范围

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军用机器人车辆的应用范围很广,而且还在不断地扩大。目前军用机器人车辆的主要应用有下列几个方面。

军用机器人车辆扫雷

扫雷机器人车的使用较早,如歌利亚就可用于引爆地雷。目前最成功的车型是美国在1985年制造的ROBAT扫雷车。

军用机器人车辆排除爆炸物

世界上最有名的排除爆炸物机器人是英国的手推车机器人车。以色列的TSR700黄峰遥控车辆也能用于排除爆炸物或处理各种危险品等。

军用机器人车辆哨兵站岗巡逻

比较成功的车型是美国的PROWLER机器人车,可自主式工作,也可遥控工作,其60系列车已具备了自主式边界巡逻能力,可为核电站、化工厂、导弹发射井等重要地区担任巡逻警戒任务。

军用机器人车辆作战平台

这类机器人车实际上是一种机动性武器平台,上面可以安装各种武器组件,执行战斗任务。如美国格鲁曼航天公司(Grumman Aerospace Corporation)研制的突击队员机器人车可安装3枚反坦克导弹,位于前沿阵地实施反坦克作战。PROWLER车的70系列也可用于反坦克作战。

军用机器人车辆侦察

如三防侦察、远距离阵地侦察等。PROWLER 50系列车可实施远距离侦察,摄像机位于竖起的桅杆顶部,可超越山丘、树林等进行侦察。

军用机器人车辆战场后勤支援

如美国研制中的小型掩体挖掘机(SEE),通过遥控能使士兵和操作手脱离危险环境,减少伤亡。随着机器人技术发展,这类车辆将逐渐增加其自主能力。

军用机器人车辆技术特点

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作为一个完整的军用机器人车辆系统,它的功能组件或子系统很多,涉及的技术领域相当广泛。对于一般的军用机器人车辆,子系统主要有:

军用机器人车辆推进系统

包括动力装置、行动机构和地面导航系统等。目前各国都很重视研究重量轻、扭矩大而且操作灵活的电动推进系统。行动机构大多是轮式或履带式,也有步行式机器人系统,新研制的车型以轮式居多。

军用机器人车辆传感器

它相当于人的五官,负责采集所需要的环境信息,关键技术是视沉成像传感器,如高分辨率立体电视摄像机,热像仪和毫米波雷达等。车载传感器还有距离传感器、声学接近感传感器、温度传感器、惯性基准传感器、三防侦察传感器和报警器等。

军用机器人车辆信息处理/控制系统

该系统以高速计算机为中心,主要用于提取关键信息,对所得图像进行识别和判断,建立机器人任务模型,用指令信号对被控变量进行控制,使车辆完成一定的动作和特定任务。

军用机器人车辆通信系统

主要完成机器人车辆状态和动作与控制台之间的信息传递,使操作手监控机器人车辆,实施遥控。

军用机器人车辆执行/输出机构

用于精确地完成某种类型的动作及特定任务,如操作臂,各种武器系统,各种特定任务组件等。如PROWLER机器人车的桅杆式侦察系统实施远距离侦察,作战平台上安装导弹系统进行反坦克作战,完成瞄准射击等动作。

军用机器人车辆其他

如防护系统和特种武器系统。根据车辆任务需要,目前可供选择的武器系统有7.62mm机枪等轻武器,有反坦克导弹等重型武器。

军用机器人车辆发展趋势

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军用机器人车辆军事地位增强

军用机器人车辆在未来战场上的地位将日益受到重视,其作用会更大。随着各种机器人技术的日益成熟,将会有更多更先进的机器人车辆安装各种武器系统用于军事目的,从而减少人员伤亡。未来的战场兵力部署结构或形式也会因此有所改变,如成立机器人兵团等。

军用机器人车辆应用范围扩大

军用机器人车辆的应用范围会增加,如用于新式武器系统试验、清除污染、军工生产、电子对抗等。

军用机器人车辆基础研究加强

为发展高性能机器人车辆,各国将日益重视军用机器人技术的基础研究,如高速计算机计算结构、并行计算技术应用、图像识别和处理技术、人工智能和专家系统等。随着这些技术的成熟,不久将会出现无人驾驶的全自主式车辆。
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装备 武器装备 军事