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無人駕駛與智能控制技術的軍用與民用

作者: 時間:2016-10-22 來源:網絡 收藏

早在第二次世界大戰爆發之前(1920年代晚些時候),蘇聯紅軍就著手將遙控技術應用在坦克裝甲車輛上。蘇聯紅軍元帥圖哈切夫斯基堅持認為:未來的戰爭將是摩托化戰爭,甚至還有出現機械人交戰的可能性。1927年蘇聯軍事電子技術學院開始對T-18輕型坦克進行遙控技術的預研(理論層面),同時蘇聯中央有線通訊實驗室進行遙控技術的改裝(技術層面)。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201610/309442.htm

至1940年代蘇芬戰爭爆發后,蘇軍已經改裝或生產出T-18、T-26、TT-TY、BT-7系列搭載了“絕密技術-VI”系統的遙控坦克,并參延伸出掃雷、防化、偵查等改型與實戰理論。在1940年爆發的蘇芬戰爭時,T-26系列遙控(操控)坦克已經成建制參戰。

同樣在二戰之前,德軍已經研發出用于反坦克、反地雷的遙控裝甲車。在諾曼底抗登陸作戰中,德軍也啟用數百臺遙控坦克,用于對付盟軍登陸的坦克。在塞瓦斯托波爾,在庫爾斯克,在意大利戰場,在諾曼底,都有其參戰的紀錄。

與蘇軍的“絕密技術-VI”遙控模式幾乎相同的德軍反坦克遙控裝甲車的策略,都是基于有人控制的無線電傳輸技術。受制于時代限制,這些技術裝備的遙控距離不會超過7公里(傳輸距離可達到19公里,受制于視覺操控距離),因此在實際戰斗中操控者或抵近攻擊目標,或駕駛操控坦克(被遙控目標稱之為遙控坦克)后方伴隨控制。

因為技術限制,德軍、蘇軍、美軍以及日軍的遙控裝備并沒有獲得矚目的戰績。從二戰結束至1960年代,無人駕駛以及技術一直仍在各國軍方所關注,但由此展開的技術研發范疇已經擴展至美蘇宇宙爭霸領域。無論美國的阿波羅登月計劃,還是蘇聯加加林環繞地球的壯舉,都離不開遠程自動控制甚至智能操控技術。甚至全電推進的月球車的發展,一直被眾多媒體與愛好者追捧。

從1960年代至2010年代,各大車廠經過太多技術提升與多種能源應用的變革。唯獨無人駕駛與技術的車應用,直到2015年晚些時候特在特斯拉MODEL S型電動汽車得到有條件的實現。控制系統升級到7.0版本的特斯拉MODEL S型,在加裝了前后置攝像頭與監測雷達后,實現了在高速公路上的無人駕駛以及自動泊車功能的商業化應用。

實際上從2013年之后,中國各大車廠也開始了有限度的無人駕駛與的研發工作。從2012年早些時候,長安汽車(與長安工業同隸屬于中國兵器工業集團)與清華大學,對無人駕駛與智能控制技術的化應用進行合作。

以長安悅翔(傳統動力)汽車為基礎進行修改,搭載視頻監控攝像頭、3種精度級別的毫米波雷達、GPS定位系統與高精度地圖,進行包括高速、市區多種路況的無人駕駛測試。并根據不同控制策略,進行有限度的實際道路測試。

上圖是無人駕駛版長安悅翔車頂外置的GPS定位天線以及傳感器特寫。

2015年10月份上市的長安CS75四驅版,裝備了車道偏離預警系統和盲區監測系統。這也是自主品牌車廠首次推出的具備初級智能駕駛系統商品車。通過加裝毫米波雷達、修改ABS、EMS、EPB系統以及車身控制模塊,實現了最初級智能駕駛功能。

根據長安汽車內部對智能駕駛與無人控制研發計劃看:2013年至2025年共分為4個階段,從最初級的駕駛輔助(一階段)、半自動駕駛(二階段)、高度自動駕駛(三階段),直至真正意義的無人駕駛(四階段)。

長安CS75四驅版搭載的車道偏離警告系統(LDW)、線輔助系統(LCA)和引導式泊車系統,構成了長安規劃的一階段的輔助駕駛級別。而城市自動緊急剎車(AEB-C)、高速自適應巡航(ACC)、城間自動緊急剎車(AEB-I)、全速自適應巡航(ACC-SG)、自動泊車輔助(APA)和行人自動緊急剎車(AEB-P)系統正在進行城市與高速工況下的實際路況測試。

2016年4月,搭載無人駕駛與智能控制系統的長安睿騁,將從重慶以“無人駕駛”狀態經多條高速公路前往北京,由南到北總行駛里程超過2000公里。筆者有幸在長安汽車北京基地見到這臺搭載長安汽車研發的無人駕駛系統實車。

從外觀上幾乎不能分辨出測試車與量產車的區別。

無人駕駛版睿騁動力總成仍然使用量產車搭載的汽油機與自動變速器。

無人駕駛版睿騁的前保險杠下端的進氣格柵被拆除,以便容納一套德國西克LMS系列寬幅三維激光雷達。這套系統采用以太網傳輸實時高清信號,可用于戶外惡劣的氣候,采用多次回波技術,可探測前方20-80米以及掃描190-270度車輛與行人,擁有IP67防護等級(與目前在售的電動汽車的控制系統防護級別相當),內部集成加熱器應對惡劣氣候的加熱系統。

無人駕駛版睿騁測試車較清華版悅翔的車頂,只“保留”了GPS定位天線與通信天線。

無人駕駛版睿的視頻監控攝像頭固定在前風擋玻璃較內側的較高位置(以便擁有更高、大的觀察試場)。

真正的控制系統(硬件部分)被“臨時”安裝在后備箱內,帶有明顯測試特征的控制系統幾乎都是長安研究院自行制造與安裝。

在隨后的試乘過程中,長安汽車研究總院總工程師黎予生(項目負責人)為筆者進行講解。在第一次試駕過程中,黎總工坐在駕駛員席位“檢測”無人駕駛狀態。由于廠家規定,在試駕過程中必須要由負責人待命控制,以便應對車輛出現失控等意外。

經過一輪測試后,黎總工座在副駕駛席開始新一輪演示。

無人駕駛版睿智啟動與制動等動作,全部靠一臺手持設備通過應用軟件進行控制。

在試乘過程中,睿馳的自動駕駛最高車速突破40公里/小時,圍繞長安汽車展覽中心(接近四方形路線)進行了轉向、加速、減速、十字路口判斷紅綠燈、跟隨前車緩慢行駛并超越繞行、以及避讓行人(斑馬線)等動作。

從車外角度觀察,自動駕駛系統對整車姿態控制幾乎與有人駕駛狀態相當。目前,這臺無人駕駛版睿馳匹配的是長安自行采集的高清地圖。可以對前方車輛(270 度角)以及行人(移動或靜止)檢測并判定自身動作(加速、減速、停止),甚至再返回出發點時自動回輪(保持車正輪正)的姿態。


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