军事地面无人平台与其中的传感器技术应用

　　军用地面无人平台是一种用于完成军事任务的自主式、半自主式和人工遥控的机器人，以完成预定战术或战略任务为目标，以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化武器装备。军用地面无人平台能够代替士兵完成各种极限条件下的特殊危险的军事任务，使得军人在战争中免受伤害。

国外多用途地面无人平台

　　在海湾战争后，大量的无人平台被广泛应用于现代化战场中，担负着越来越重要的角色。军用地面平台具有较好的隐蔽性、快速机动能力以及较强的战场适应能力，与传统武器可形成战场的不均衡态势，将引发军队组织结构、体制及战术的变化。

　　地面无人平台集众多“本领”于一身，在诸如感知技术、地图重建技术、导航技术、学习与自适应技术这些强大能力中，最为突出的就是对周围环境的感知和地图重建技术。有了这些“法宝”，地面无人平台就可以成为“千里眼”和“顺风耳”，为指挥决策提供强有力的技术保障。

　　传感器技术和地图重建技术

　　无人平台传感器可以分为内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器用来检测无人平台组成部件的内部状态，一般用于无人平台伺服与稳定控制，包括：位置、角度、角位移、加速度、姿态和航向等。外部传感器主要用于对外部环境的感知，包括：视觉、触觉、力觉、接近觉以及嗅觉、温度等。要使无人平台拥有智能，对环境变化做出反应，首先必须使无人平台具有很强的环境感知能力，用传感器获取外部环境信息是无人平台智能化的必要条件。

　　通过这些传感器，地面无人平台可采集周边和自身信息，并实时发送给处理器，形成对周边环境的认知模型。可以说，环境感知是地面无人平台所有技术的数据基础。

　　除传感器技术外，无人机地图重建技术，能对实时环境感知反馈的信息进行识别、处理、分析后，不断更新完善已有的地图信息，有效应对突发情况。

2019年2月份，俄罗斯展示的新型无人地面作战平台。

　　多传感器数据融合技术的运用

　　尽管拥有如此厉害的“看家本领”，但传统的单一传感器很难在复杂条件下保证地面无人平台环境感知的可靠性。比如高精度GPS，一旦在某些情况下，卫星信号中断或受到严重干扰，使得卫星信号十分微弱，环境感知就面临着巨大的困难；基于视觉的环境感知技术，在遇到强光或弱光等光照度发生变化的情况下，会导致感知算法失效；基于激光雷达的环境感知技术，因探测距离有限，有时缺乏充足的目标属性信息，导致地面无人平台成了“聋子”和“瞎子”。

　　为解决这些难题，研究人员给地面无人平台安装了多种传感器，使它具备多传感器数据融合感知能力，通过无数双“眼睛”和无数对“耳朵”将每一幅画面融合在一起，进而分割出场景中的主要元素，并清楚地将它们一一辨别出来。

　　例如，美国密歇根州立大学的研究者就利用这种安装多个传感器的方法，通过传感器间的融合工作，有效感知校园内的所有路况环境，使地面无人平台成为校园里名副其实的识途“老马”。新加坡南洋理工大学的科研团队，重点研究激光雷达和视觉数据融合的场景语义分割技术，通过融合的方法，可以很好地分割出场景中的主要元素，并得到它们的语义信息，包括目标车辆、行人、地面、草丛和树木等。另外，致力于无人驾驶汽车研究的公司，如谷歌、福特等都应用定位与地图构建技术，实现了高精度地图的构建与厘米级的精确定位，但其应用环境仅限于城市结构化道路。

　　当然，目前的地面无人平台尽管拥有超强本领，但在野外复杂环境下使用仍有较大局限性，特别是在战争或重大灾害等特殊条件下，对于各种复杂障碍的环境感知远未达到令人满意的灵敏度。这也对进一步优化地面无人平台多传感器融合感知技术，提出了新的挑战。