摘要：近年来，随着无人技术、人工智能技术和传感器技术的进步，无人地面车辆的发展也取得了重大飞跃。目前，无人地面车辆已逐步在商业和军事领域得到广泛应用，其所能执行的任务种类也在不断丰富。本文将从设计、功能和分类等多角度出发，对无人地面车辆进行简要介绍。
关键词：无人地面车辆，机器人技术，人工智能技术，传感器技术
无人地面车辆已日益成为军事行动的重要组成部分，并能够为多个作战场景提供多种优势。以下是无人地面车辆所具备的一些关键优势。
减少作战人员所面临的风险：无人地面车辆能够执行某些危险任务，例如在高风险环境中的侦察、监视和作战任务。这能够有效减少作战人员在高风险场景中的伤亡风险。具备更好的作战持续能力和风险应对能力：无人地面车辆能够在作战人员难以执行或无法执行作战行动的环境中或条件下进行作战，这些环境或条件包括受污染区域、极端天气环境以及长时间无休息的作战条件。具备更强的作战能力：无人地面车辆装备有先进的传感器、摄像头以及武器，能够以极高的精度执行复杂的任务。此类车辆的能力可根据具体任务进行调整，其可执行拆弹、后勤补给、打击敌方目标等任务。具备较高的成本效益：虽然无人地面车辆技术的前期投资较高，但从长期角度来看其具备更高的成本效益。此类车辆能够代替作战人员执行危险的作战任务，这也间接降低了人员训练成本以及与作战伤亡相关的医疗成本。能够提供实时信息和态势感知：无人地面车辆能够提供战场的实时数据和情报，进而提高指挥官和作战人员的决策能力和态势感知。加强部队能力：在无需招募、训练和部署更多作战人员的情况下，无人地面车辆能够为部队带来多种能力。此类车辆可快速大规模部署，并能够带来一定的战略优势。具备隐身和监视能力：许多无人地面车辆的运行噪音较低且雷达特征较小，这使其成为隐蔽作战任务、监视任务和情报收集任务的理想执行者。互操作能力和以网络为中心的作战方式：无人地面车辆能够集成到更大的军事装备网络中（该网络包括无人机、卫星以及有人车辆），以此创建一个能够更统一、更高效运作的统一部队。除了以上的这些优势以外，无人地面车辆在部署过程中也遇到了一些难题，其中包括技术限制、道德考量以及易受黑客攻击和电子战干扰。然而，此类车辆带来的战略优势和战术优势使其成为现代军事行动中的关键组成部分。
无人地面车辆的设计无人地面车辆配备有多种系统和装备，能够自主或在遥控状态下执行多种任务。根据具体任务的不同，无人地面车辆所配备的系统和装备也会有所不同，但大致包括以下几种：
导航和控制系统：无人地面车辆配备有GPS系统和惯性导航系统，能够对其所在位置进行定位并确定方向。先进的算法和控制系统使其能够实现自主导航。在执行任务的过程中，其能够按照预先设定的航路点行驶，也可根据实时的传感器数据对其行驶路线进行动态调整。传感器和感知：无人地面车辆配备有一系列传感器以对其作战环境进行感知。这些传感器包括：1.摄像头：可见光和红外摄像机，用于日间和夜间观测。
2.激光雷达：光探测和测距传感器，用于绘制周围环境的详细3D地图。
3.雷达：无线电探测和测距传感器，用于探测物体并测量其速度和距离。
4.超声波传感器：用于近距离障碍物探测。
5.热成像仪：用于探测热源。
通信系统：对于无人地面车辆来说，完善的通信系统至关重要。无人地面车辆可通过此类系统将数据回传给操作人员并接收指令。此类系统可能包含卫星通信系统、无线电通信系统以及蜂窝网络。移动系统和推进系统：无人地面车辆可根据不同的用途配备不同的移动系统，例如轮子、履带或类似腿结构的装置。此外，其还可配备多种不同的推进系统，例如由电池驱动的电动机或者续航更长的内燃机。机械手和工具：某些无人地面车辆可能配备机械手臂或其他工具，这使其能够执行某些特定的任务，例如拆弹、材料操作或者装备维修。人工智能和机器学习：人工智能和机器学习算法在无人地面车辆中的应用日益增加。配备此类算法的无人地面车辆能够执行多种任务，例如目标识别、地形分析、决策和自主导航。在此类算法的加持下，无人地面车辆能够适应新环境并进行实时决策。能源供应和管理：无人地面车辆需要有效的能源管理系统，以尽可能延长其作战时间。此类系统包括电池、燃料电池（或混合动力系统）、以及能够优化不同子系统能源使用的管理系统。安全保障装置：为实现安全运行，无人地面车辆配备有紧急制动装置、用于安全通信的加密装置以及用于自主行动的故障保险装置。用户界面：对于遥控无人地面车辆来说，用户友好型界面是必不可少的。此类界面包括操纵杆、触摸屏和虚拟现实（VR）系统，能够实现身临其境的控制和反馈。上述系统和装备使无人地面车辆具备多种用途，能够执行多种任务，其中包括在人类无法介入的危险环境中进行侦察、监视和爆炸物拆除，并提供作战支持。
美国陆军在“融合项目”演习中对MUTT无人地面车辆进行测试
先进的无人地面车辆功能随着机器人技术、人工智能技术和传感器技术的进步，无人地面车辆系统的先进功能也已经取得了巨大发展。这些功能提高了无人地面车辆的自主能力、有效性和多用途能力，使其能够在多样化的环境中执行各种复杂任务。无人地面车辆先进的关键功能包括：
自主导航：装备有先进导航系统的无人地面车辆能够自主穿越复杂地形，规避障碍，并在没有人类介入的情况下优化行进路线。技术人员需在无人地面车辆上对GPS系统、激光雷达、雷达和计算机视觉技术进行整合，以实现自主导航功能。人工智能和机器学习：人工智能和机器学习算法使无人地面车辆能够基于环境和经验进行自主学习，从而逐步提高决策能力。这包括物体识别、威胁评估和动态条件下的自适应行为。蜂群智能：部分无人地面车辆能够以蜂群的形式运行，蜂群内部的相互协调可通过分布式控制系统来实现。这使其能够覆盖更广泛的区域，共享感知数据，并且更高效地执行集体任务。多模感知：先进的无人地面车辆配备有多种传感器。除激光雷达、雷达和摄像头以外，其还可装备热传感器、声学传感器和化学传感器。这种多模传感能力使其能够在各种环境条件下运行，并执行监视、侦察和危险材料探测等任务。机械手臂：机械手臂可以扩展无人地面车辆的功能范围，使其能够与其他物体进行互动，并执行维修任务或爆炸物拆除任务。先进的机械手臂具备多种功能，并能够实现高精度控制。能源效率和能源管理：先进的能源管理系统和可再生能源（如太阳能板）的应用提高了无人地面车辆的续航能力和工作范围。与此同时，技术人员还在研发无人地面车辆可以使用的混合动力推进系统。安全通信：安全且加密的通信渠道对于无人地面车辆的运作至关重要，对于其在军事领域和安保领域的应用尤为如此。这样的通信渠道保证了无人地面车辆的控制信号和数据传输免受敌方的拦截和黑客攻击。人机界面：先进的人机界面包含增强现实系统（AR）和虚拟现实系统（VR），能够优化人类操作人员和无人地面车辆之间的互动。此类界面能够为操作人员提供广泛的态势感知和直观的控制机制。自我诊断和维修：部分无人地面车辆装备有可自主诊断技术问题并进行基本维修或调整的系统。这一功能可提高其在偏远或危险环境中的可靠性和完备率。隐身和伪装：针对军事和某些安全应用，无人地面车辆还可采用某些低可探测性设计，包括能够降低运行噪音的设计、减少热信号的设计以及视觉伪装设计。这些先进功能使无人地面车辆的能力不断提高，用途范围不断扩展，使其能够在民用、商业和军事领域得到广泛应用。随着技术的不断进步，无人地面车辆系统的能力有望进一步提升，进而为自主作战和人机协作开辟新的可能性。
无人机与无人地面车辆有何不同？无人机和无人地面车辆都属于无人系统，具备多种军事、商业和民用用途，但这两者的工作领域有所不同，并且具有完全不同的特征和能力。
1.工作领域
无人机的工作领域在天空，该装备能够在多种高度飞行，并能够提供速度优势、航程优势和位置优势，以进行侦察、监视和定点打击。无人地面车辆的工作领域在地面，该装备能够穿越各种地形，例如道路、崎岖山地以及城市环境。其能够执行各种任务，例如侦察任务、后勤支持任务、爆炸物拆除任务以及作战任务。
2.能力和应用
无人机的空中视角使其能够进行广域侦察、空中摄像和对大面积区域的实时情报收集。该装备还可携带各种有效载荷以执行多种任务，这些任务包括精确打击、天气监控以及农业调研。无人地面车辆适合执行近距离任务，并能够在风险较大的地形内穿行。该装备可执行炸弹拆除、补给运输、地面侦察和为步兵提供支援等任务。
3.技术考量和作战考量
无人机需要与空气动力学、飞行控制和视距外导航相关的技术。该装备的运行可能会受到天气条件、空域管制和安全通信链接的影响。无人地面车辆必须克服与地形导航、障碍物规避以及自主系统整合相关的难题。该装备还可与环境中的物体进行互动，或对其进行操控。
4.风险和不足
无人机易受到防空系统和电子战系统的攻击，并可能因为空域管理问题而受到限制。有关隐私的考量和法规对无人机的应用带来了严重的影响，对无人机在民用领域的运用尤为如此。虽然无人地面车辆不会受到防空系统的威胁，但其会受到电子战、黑客攻击和物理障碍的影响。其有效性会因为糟糕的地形和复杂的城市环境而大打折扣。
虽然无人机和无人地面车辆之间存在着上述差异，但两者代表了无人系统技术的重大进步，并为一系列行动提供了多用途能力。两者的研发和应用仍在不断发展，这也反映了机器人技术、人工智能和传感器技术的进步。
美军的THeMIS无人地面车辆
美军对无人地面车辆的4种分类美军根据无人地面车辆的尺寸和作用将其分为微型、小型、中型和大型，这一分类有利于军用无人地面车辆的研发、部署和作战使用。
微型：微型无人地面车辆尺寸最小，旨在实现极高的便携度，可用于执行侦察任务、监视任务、或建筑物清理任务。此类装备能够由单人携带，并能够在大型无人系统无法运行的狭小空间中发挥作用。
小型：小型无人地面车辆比微型无人地面车辆稍大，但依然相对较轻且可随身携带。此类装备可用于执行更为多样化的任务，包括侦察任务、监视任务以及爆炸物拆除任务。其身材较小，能够在城市环境和其他复杂环境中实现更多功能。
中型：中型无人地面车辆尺寸更大，并且能够携带更多的有效载荷。此类装备可用于执行更为多样化的任务，包括后勤支持任务、扫雷任务和作战支援任务。其能够携带尺寸更大的传感器、装备和武器，并在机动性和作战能力之间取得了平衡。
大型：大型无人地面车辆尺寸最大，能够执行多种任务，包括运输、重型起重以及其他更复杂的作战任务。此类装备能够进行自主作战或遥控作战，并且可以携带大量的有效载荷，包括大型传感器和武器系统。
每一类的无人地面车辆都有其独特的用途，并且反映了便携性、自主性、作战能力和能源要求之间的权衡取舍。这种分类有助于战略规划和无人地面车辆在各种军事场景中的作战整合，确保部队配备适当水平的无人地面支援，以满足其特定需求。
