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机电工程与自动化学院王琳学号

地面无人作战平台环境感知技术研究

一、地面无人作战平台环境感知技术研究的意义

现代武器系统正在朝着自动化、智能化、杀伤力更大的方向发展，

战争变得更加激烈、残酷、多变，破坏性更强，消耗更大，人员生命

在战争中受到的威胁也更大。随着信息战的出现和实践，人们逐渐意

识到：为了有效地控制敌人和保护自己，攻城掠地的意义已经不大。

如何减少人员战斗接触和伤亡，以非人员接触方式进行攻击，迫使敌

人降服才至关重要。在这种需求前提下，地面无人作战平台显示出巨

大的军事潜力和超人的作战效能，担负着执行最具危险作业的重任，

成为高技术武器装备发展的一个方向,是未来高技术战争舞台上一支

不可忽视的军事力量。

环境感知技术是地面无人平台最重要的关键技术，是平台正常运

行和执行任务的前提。尽管地面无人平台可通过其他平台获得部分环

境信息，但作为在陌生复杂环境移动和执行作战任务的必要条件，平

台自身必须具备足够的感知中近距离环境信息的能力，必须能根据从

传感器获得的信息，对它所处的周围环境做出准确的理解，明确判断

出哪些区域是平台可以通过的，哪些区域是平台无法通过的。因此，

地面无人平台对环境的感知是实现环境建模、平台定位、路径规划等

自主控制最基础的前提。

二、国内外研究情况

随着高新技术的发展，各种类型的军用机器人已经大量涌现，一

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些技术比较发达的国家相继研制了智能程度高、动作灵活、应用广泛

的军用机器人。

对于地面无人作战平台的研究，美国走在了世界的最前列。2003

年7月初，装备了7.62毫米M240G中型机枪、重约725公斤的角斗

士”攻击机器人，在史密斯海军基地首次进行展示性战斗试验。初步

战斗试验结果令人满意。海军研究局消息人士透露，“角斗士”将被

作为机器人工兵广泛应用，这种小型机器人有装甲防护，配备机枪，

可有哪些信誉好的足球投注网站、驱散、甚至消灭目标，也可摧毁各种设施。履带式“角斗士”

机器人装备有可保障车辆在黑暗中和烟雾中具备视物能力的摄像机、

GPS定位系统(全球卫星定位系统)、声学和激光有哪些信誉好的足球投注网站系统、可辨别生

化武器的传感器等各种设备，也可根据需要装载各种武器和货物。这

是一种非公路型无人地面战车，从理论上讲，履带也可以改换成轮胎。

“角斗士”拥有相当的智力水平，能根据机器视力算法、探测装置融

合算法到达指定地点，并能记住所走过的路线，之后丝毫不差地按原

路自动返回，也不会陷入临时设置的障碍坑中。

在伊拉克战争中，美国将另外一种火力攻击机器人投入战场使用。

这种能够每分钟发射千发子弹的“SWORDS”机器人出现在巴格达，

它是一支由18名远程控制战斗机器人士兵所组成的特殊部队，也是

美军战史上首次参加实战的战斗机器人。尽管这种机器人仍然需要美

军士兵通过笔记本电脑指挥，但这是武装型“智慧机器人”首次占据

前线传统步兵阵地，它们随时待命准备捕杀敌人。目前，除了由洛克

希德·马丁和通用等军火巨头正在积极研发的“未来战斗系统”项目

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之外，美军最近还提出，希望开发商能研发出可通过空投抵达战区作

战的机器人“伞兵”，以及能借用静电摩擦能量，自行攀上墙头的机

器人。美军甚至希望到2015年，机器人将像人类士兵那样识别敌人，

并在面临威胁时自主开火。

在国内，地面无人作战平台的研究起步较晚，直到80年代末才

开始这方面的研究。针对国内危险行业与部门实际需求，在国家863

计划的大力支持下，国内一些科研院所学校围绕少数型号的危险作业

机器人进行了重点攻关，尤其自“十五”863计划实施以来，在危险

作业机器人方面取得了较大的进步，获得了一批成果，如：上海消防

所研制的“消防机器人”得到推广应用；广东卫富机器人公司研制的

“防爆机器人”多次展示，将投入实际使用。我国基于视觉导航的地

面智能机器人在实验场的自主行驶速度最高达到90Km/h，视觉导航

等技术有所突破。但整体研究水平进展不大，地面无人作战平台的传

感器、导航定位、控制及本体设计等关键技术方面的研发还远落后于