无人车发展的驱动因素与类型划分
来源:学习时报 更新时间:2024-11-04
        无人车(UGV)是能够在陆地上进行自动或远程操控行驶的机器人车辆。当前,无人车广泛应用于军事、商业等各个领域。随着技术的不断进步,无人车将继续拓展其应用场景,为未来带来更多的可能性。
无人车可以在具有挑战性或危险的环境中工作,旨在执行对人类来说太过危险或不切实际的任务。无人车配备传感器、摄像头和其他专用设备,能够收集信息、传输数据、识别环境、避开障碍物及执行特定任务,并根据实时数据分析,自主作出决策。除了情报侦察、伴随作战等军事领域,无人车也可用于执行范围广泛的其他任务,例如货物运送、测绘、在危险区域协助搜索幸存者等。通过轻松的远程操作,可实现增强安全性、提高效率和生产力的目的。
2023年,全球无人车市场规模达到27亿美元。据总部位于印度的市场研究咨询公司IMARC Group预测,到2032年,全球无人车市场规模将达到44亿美元。推动世界无人车发展的主要因素包括全球对安全和安保的日益关注、国防和军事领域的投资增加以及技术的快速发展等。
第一,全球日益增长的安全和安保问题,是推动无人车市场增长的关键因素之一。无人车能够广泛部署在危险环境中,例如灾区、核设施以及受化学和生物危害影响的地区,能够在高风险环境中开展工作,从而代替有人驾驶车辆的使用。与有人驾驶车辆相比,无人车能够实现提升运营效率和节约成本,尤其是在物流、运输和维护操作方面。无人车在边境安全领域也大显身手。例如,北美地区占据全球最大的无人车市场份额,在美国—墨西哥和美国—加拿大边境沿线广泛使用无人车承担边境监控和安全任务。这些无人车配备了摄像头、热成像传感器等设备,可以对边境地区进行监控和巡逻、检测非法越境行为,以及协助边境巡逻人员保持态势感知。
第二,无人车在军事领域中的广泛使用,是其市场增长的另一个驱动因素。军用无人车通常专为在具有挑战性的地形和环境中操作而设计,可从基地或指挥中心进行远程控制,并且可通过多种方式独立运行。各国军队都在优先考虑采用无人车,主要基于以下几点考虑。
一是增强作战能力的需要。无人车是一种经济、高效且用途广泛的解决方案,可在危险环境(如雷区和战斗区)中执行任务,提高战场上的作战效率。无人车越来越多地用于各种任务场景,包括侦察、监视、目标捕获、爆炸物处理、后勤支持和战斗行动。各国都强调无人车作为其军事现代化的一部分,这对市场增长产生了积极影响。二是应对日益增多的城市作战和反恐行动。为了满足当前的复杂挑战,例如在狭窄道路和狭窄空间的作战以及精确打击等需求,无人车的应用日益广泛。三是减少军事行动中人为干预的需求。无人车可以降低士兵暴露于危险环境的概率,更好完成设定的任务。
第三,当前科技发展日新月异,为了增强军事能力和应对新型安全挑战,各种技术成果不断涌现,也推动了无人车的创新。传感器技术、人工智能(AI)和感知系统方面的各种进步,使得无人车在复杂场景中始终无须人工干预即可运行。摄像头、激光雷达、超声波和传感器技术的集成,使无人车可实现更好的感知和物体识别功能。这些都扩大了无人车在军事和民用各种领域的适用性,使全球无人车市场不断发展。
无人车包括导航系统、有效载荷、控制系统、电力系统等,其中导航系统尤为重要。导航系统利用各种传感器,例如全球定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)和视觉传感器来感知环境,确定无人车位置和方向,并规划最佳路径,使无人车能够在没有持续人工干预的情况下自主运行。导航系统还帮助无人车在复杂的环境中行驶、避开障碍物并顺利到达目的地。导航系统的各种技术进步,使无人车能够通过感知、分析、检测和响应障碍物,来适应不断变化的环境。
第四,全球对行业安全的需求不断增长,也在推动无人车的研发。由于无人车能够在危险环境中运行、执行远程监控和提供实时数据,因此其越来越多地被用于各种安全保障环节。各种国防工业设施,如工厂、仓库和关键基础设施,需要强大的安全措施来防止盗窃、故意破坏和非法访问。此外,无人车还用于监控和测试工业过程,实现在危险区域导航,监控设备状况,以及检测泄漏和异常情况等功能。这些因素推动着对无人车的需求日益增长。
单就军事领域而言,全球无人车可以分为四类,包括战斗无人车,情报、监视和侦察(ISR)无人车,物流无人车,爆炸物和地雷处置无人车。根据移动性、大小、工作模式等,无人车又有不同的分类。
根据移动性,无人车可分为轮式、履带式、足式和混合式。其中,履带式占据现有产品的主导地位。履带式无人车可提供卓越的越野性能,能够在各种地形上提供更好的牵引力、稳定性和机动性,包括在粗糙、不平坦或湿滑的路面。因为具有更大的接地面积,有助于增加接触面,并改善牵引力和重量分布,这进一步增强了无人车的稳定性,降低了卡在柔软或松散表面的风险,使得履带式无人车被广泛采用。除了国防用途,农业、采矿、建筑和搜救等行业对履带式无人车的需求也在不断增长,而在这些行业中,机动性和适应性至关重要。
根据大小,国际上将无人车分为小型(10至200磅)、中型(200至500磅)、大型(500至1000磅)、特大型(1000至2000磅)和超大型(2000磅以上)。其中,小型无人车占比最高。小型无人车操作灵活,可在狭窄的走廊或地下环境中轻松行驶,还可以在复杂环境中执行任务,从而实现快速部署、快速响应。小型无人车具有良好的机动性、便携性、多功能性和安全性优势,加之采购成本较低,这使得它们被广泛使用在国防、安全和灾害响应等各行业。
根据工作模式,无人车可分为远程操控型、自主型等,其中又以远程操控型为主。远程操控是指使用遥控技术来操作无人车。此类操作允许人员从远处控制和操纵无人车,而无须亲自出现在潜在危险或远程环境中。远程操控型无人车由于良好的适应性和态势感知能力,被广泛用于不同的任务中,包括监视、检查、侦察或危险材料的远程处理。除了军事领域,在各种复杂或动态环境中的灾难响应、搜索和救援行动中,远程操控型无人车更是大显身手。
总而言之,除了配备机枪等武器直接用于作战,无人车在处理简易爆炸装置和其他危险爆炸物时,可以有效避免人员伤亡。无人车的广泛使用可以减轻士兵的身体负担,保持物流效率,并确保关键资源的持续供应。无人车可增强作战和保障能力、降低人员风险并执行更高效的任务,已成为现代军事行动不可或缺的组成部分。