地面无人作战平台通常由“无人机动平台”“环境感知与导航控制系统”“作战任务载荷”“远程操控系统”等组成,如图8-1所示。
1.无人机动平台
无人机动平台一般包括动力系统、驱动系统、传动系统、行驶系统、制动系统、操纵系统、平台管控系统、电气系统、车体及附件系统等。
无人机动平台是无人战车各系统的集成载体和自主机动的实施主体,小型无人机动平台多采用动力电池组的纯电动力,轻/中/重型无人机动平台多采用油-电混合动力驱动,具有全线控操作能力,具备复杂环境高机动性能。机动平台通过设计标准化的机械、能源和信息接口,为车上的感知导航、任务载荷、远程通信等各系统提供安全防护、能源电力、信息交互的一体化支持。
图8-1 地面无人作战平台组成
2.环境感知与导航控制系统
环境感知与导航控制系统一般采用分布式、多元化的环境感知传感器,一般包括激光测距雷达、毫米波雷达、视觉传感器、惯性导航设备、卫星定位设备等,以及用于数据传输的网络交换设备、信息处理的计算单元等。
激光测距雷达是以发射并接收激光束,通过测量激光脉冲从发射到被反射接收的时间来探测外部目标的距离信息,通过激光束的点云建立环境、目标的位置和形态。由于激光雷达在几十米的作用范围内能够达到厘米级的测距精度,因此被广泛应用于地面无人平台。(www.xing528.com)
毫米波雷达是工作波长在毫米波频段的探测雷达,与激光测距雷达相比,毫米波雷达一是具有穿透烟雾、沙尘的能力,可全天候工作(雨雪、沙尘微粒会造成激光反射,使激光测距雷达无法有效探测外部环境);二是根据多普勒效应,移动目标会对毫米波雷达的反射频率发生变化,从而可根据反射回波的频率对移动目标进行有效的检测。
视觉传感器主要有彩色相机、红外相机、立体视觉相机等,辅以相关的图像识别算法实现对目标形态、色彩、纹理的识别,立体视觉相机则能够构建场景深度信息。
惯性导航设备通常与卫星定位装置组合运用,提高车辆的定位信息、航向信息、车速/角速度/加速度信息等。
最终,环境感知与导航控制系统通过融合视觉、惯导、激光、地图等多源信息的综合定位定向,建立无人战车外部环境模型,在遥控行驶时为远程操作员提供行驶环境视频信息。
3.作战任务载荷
作战任务载荷是无人战车发挥武器效能的核心系统,按照任务功能可分为侦察监视型、火力打击型、扫雷破障型、防空支援型、电子对抗型等多样化任务载荷。以最为常见的侦察打击类作战任务载荷为例,子系统主要包括侦察系统、武器系统、任务载荷控制系统等。作战任务载荷面向无人战车“侦引打评”任务需求,集成多谱侦察监视、目标指示引导、威胁自卫打击等功能系统,采用人在回路的远程操控,能够对地面装甲目标和低空直升机目标进行有效探测,能够对目标进行激光照射,能够对敌方威胁人员进行自卫打击。
4.远程操控系统
远程操控系统是进行无人战车任务规划、机动控制、实施侦察引导与武器系统操控的人机交互终端系统,也是无人战车与其他有人战斗车辆、战斗人员构成协同任务能力的纽带,系统具有任务路径规划、平台运动控制、任务载荷操作、视音频实时处理、指令输入与状态显示、紧急情况处置等功能。
系统还设置便携式操控单元,便于车下士兵使用,实现对无人战车机动平台和任务载荷的分时简易操控。
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