【《国内外无人平台的研究现状文献综述》3400字】

国内外无人平台的研究现状文献综述无人平台技术自出现以来，受到了世界各个国家的重视。目前，无论是在民用领域还是在军事领域，无人平台技术都已经得到大量应用。无人平台技术最早由国内外的高校提出并开展实验研究，随着计算机科学技术、通信技术等学科的快速发展，无人车辆在商业和军事上的应用得以推广，国内外企业也纷纷加入到无人平台技术的研究当中ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>朱炳先</Author><Year>2017</Year><RecNum>532</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[10]</style></DisplayText><record><rec-number>532</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619609244">532</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>朱炳先</author><author>张朋飞</author></authors></contributors><titles><title>地面无人车辆及关键技术研究进展</title><secondary-title>山西大同大学学报(自然科学版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>山西大同大学学报(自然科学版)</full-title></periodical><pages>66-70</pages><volume>033</volume><number>001</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]。1.1国内无人平台技术研究现状我国地面无人平台研究的起步相对较晚，但发展迅速。早期国内无人平台技术研究的重点为智能机器人，旨在研发具有自主导航运动机器人为主要目的。1995年，北京理工大学和国防科技大学合作开发了名为“ATB-1”的地面无人平台，标志着我国第一辆能够自主导航行驶的实验样车正式落地。该无人平台包括车载计算机单元、组合定位单元，具有路径规划、运动控制等功能，具备良好的环境感知能力和轨迹跟踪控制能力，基本实现了在结构化道路和某些越野环境下的自主行驶功能ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>赵盼</Author><Year>2012</Year><RecNum>533</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>533</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619616614">533</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>赵盼</author></authors></contributors><titles><title>城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究</title></titles><dates><year>2012</year></dates><publisher>中国科学技术大学</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]。清华大学于2002年推出了名为“THMR-V”的多功能室外智能移动机器人实验平台，该平台实现了在高速公路环境下的全自主行驶和校园复杂环境下的半自主行驶，最高速度达到150km/hADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>张朋飞</Author><Year>2002</Year><RecNum>534</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[12]</style></DisplayText><record><rec-number>534</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619617212">534</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>张朋飞</author><author>何克忠</author><author>欧阳正柱</author><author>张军宇</author></authors></contributors><titles><title>多功能室外智能移动机器人实验平台——THMR—V</title><secondary-title>机器人</secondary-title></titles><periodical><full-title>机器人</full-title></periodical><pages>97-101</pages><volume>24</volume><number>002</number><dates><year>2002</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]。国防科大开发的名为“CITAVT_IV”地面无人平台在真实路况条件下完成测试，在50min内行驶11km，在过程中能够有效识别交通标志和信号灯，对各种障碍物和路口行人进行自主避障并完成转向或直行任务ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>孙振平</Author><Year>2002</Year><RecNum>536</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[13]</style></DisplayText><record><rec-number>536</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619618052">536</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>孙振平</author><author>安向京</author><author>贺汉根</author></authors></contributors><titles><title>CITAVT—IV——视觉导航的自主车</title><secondary-title>机器人</secondary-title></titles><periodical><full-title>机器人</full-title></periodical><pages>115-121</pages><volume>24</volume><number>002</number><dates><year>2002</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13]。西安交通大学开发的“Springrobot”地面无人平台已经具备较为完善的感知能力，能够准确检测车道线和行人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Li</Author><Year>2004</Year><RecNum>538</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[14]</style></DisplayText><record><rec-number>538</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619618191">538</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Li,Q.</author><author>Zheng,N.</author><author>Hong,C.</author></authors></contributors><titles><title>Springrobot:aprototypeautonomousvehicleanditsalgorithmsforlanedetection</title></titles><dates><year>2004</year></dates><publisher>Springrobot:aprototypeautonomousvehicleanditsalgorithmsforlanedetection</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]。国防科大和中国一汽集团联合研制的“红旗CA7460”无人车是我国研发的第一款自动驾驶汽车，能够根据前方道路特点进行有效的变道避障ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>邓剑文</Author><Year>2004</Year><RecNum>537</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[15]</style></DisplayText><record><rec-number>537</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619618191">537</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>邓剑文</author><author>安向京</author><author>贺汉根</author></authors></contributors><titles><title>基于道路结构特征的自主车视觉导航</title><secondary-title>吉林大学学报(信息科学版)</secondary-title></titles><periodical><full-title>吉林大学学报(信息科学版)</full-title></periodical><pages>415-419</pages><number>04</number><dates><year>2004</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[15]。国内高校随着研究进度的发展，研究内容逐渐从军事领域的无人移动平台技术拓展到民用领域的无人车辆技术，无人平台的底盘部分也逐渐从实验平台、特种车辆底盘演化为商用车辆和乘用车辆ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陈慧岩</Author><Year>2014</Year><RecNum>524</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>524</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619589391">524</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>陈慧岩</author><author>熊光明</author><author>龚建伟</author></authors></contributors><titles><title>无人驾驶汽车概论</title></titles><dates><year>2014</year></dates><publisher>无人驾驶汽车概论</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[3]。为进一步提高国内军事领域无人平台的技术水平，陆军装备部根据军民融合的发展战略，举办了“跨越险阻”地面无人系统挑战赛，赛事以保障运输、协同作战和侦查打击等科目为主要比赛项目，对无人平台技术的各项指标进行综合评判与展示。全国多家科研院校、军工单位和科技公司开发了各种形式的无人平台，其中包括小型轮式突击车、高机动越野车辆、单兵便携作战装备以及中型、大型履带车等。中国兵器工业集团研制的“斑纹豹”无人平台采用全电气化的混合动力履带车辆底盘，感知部分主要包括1台64线激光雷达和多个摄像头，能够对上装部分进行灵活装配，既能够以单车的形式进行自主侦查打击，也可以通过远程操作系统进行编队行驶ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>刘一荻</Author><Year>2017</Year><RecNum>539</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[16]</style></DisplayText><record><rec-number>539</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619620705">539</key></foreign-keys><ref-typename="Thesis">32</ref-type><contributors><authors><author>刘一荻</author></authors></contributors><titles><title>基于驾驶员横纵向耦合行为的速差转向车辆路径跟踪控制方法研究</title></titles><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[16]。陆军装备部举办的“跨越险阻”地面无人系统挑战赛代表了国内无人平台系统的最高水平，加强了各个单位之间的技术交流，更进一步加快了国内无人平台技术的发展速度。国家自然科学基金委员会为了加快民用领域无人平台技术的发展速度，举办了“中国智能车未来挑战赛”。赛事吸引了清华大学、上海交通大学、西安交通大学以及北京理工大学等国内科研院校和科技公司的参加，为国内无人平台行业培养了大量相关人才。与此同时，国内的互联网企业比如百度、华为、滴滴、阿里巴巴以及大疆等也纷纷成立智能驾驶部门，开展相关技术研究和实车开发测试。2015年12月，百度无人驾驶汽车在国内首次实现城市道路、野外道路以及混合路面条件下的全自主无人驾驶。图1.1是百度Apollo团队开发的无人车辆实验平台，其核心技术主要包括感知、定位、高精地图、智能决策与控制四个模块。华为于2018年成立智能车辆事业部，主要从事传感器设计开发与整车解决方案，并与北汽合作开发极狐阿尔法S智能汽车，能够有效地应对道路突发情况，如避让行人、逆行的电动车和路口车辆等。图1.1百度无人车辆实验平台1.2国外无人平台技术研究现状国外地面无人平台技术研究最早集中于欧美等国。上世纪80年代，美国国防部发布无人地面战斗车辆计划（UGCV），并开始大规模资助相关领域的研究ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>陆军无人地面车辆技术委员会</Author><Year>2009</Year><RecNum>540</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[17]</style></DisplayText><record><rec-number>540</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619663253">540</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">陆军无人地面车辆技术委员会</style></author></authors></contributors><titles><title><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">军用无人地面车辆技术的发展</style></title></titles><dates><year>2009</year></dates><publisher><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">军用无人地面车辆技术的发展</style></publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[17]。如图1.2所示为美军极具代表性的地面无人作战平台“粗齿锯”（ripsaw），该车的最大车速超过112km/h，是世界上速度最快的无人履带车辆，具有一定自动驾驶功能和可以随时更换的武器上装，同时也可以远程操纵填充弹药ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Eli</Author><Year>2013</Year><RecNum>541</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[18]</style></DisplayText><record><rec-number>541</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619664721">541</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Eli,Jozef</author><author>Raksov,Danka</author></authors></contributors><titles><title>TRENDSOFDEVELOPMENTINUNMANNEDMILITARYMOTORVEHICLES</title><secondary-title>UniversityReview(1337-6047)</secondary-title></titles><periodical><full-title>UniversityReview(1337-6047)</full-title></periodical><dates><year>2013</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[18]。目前，“粗齿锯”无人作战平台被广泛用于部队防卫、侦查打击、野外搜救以及防控排爆等场景。图1.3为美军名为“压碎机”（Crusher）的地面无人战车，该车配备激光雷达、光电红外摄像机等多种传感器，能够对以上感知信息进行融合提取，识别野外各种障碍物，如：灌木丛、沼泽、斜坡、水坑以及各种人为设置的障碍等。“压碎机”地面无人战车具有自主规划能力，可以通过倒退前进搜寻可通行路径，从而避开障碍物，具有极高的机动性能ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Stentz</Author><Year>2007</Year><RecNum>542</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[19]</style></DisplayText><record><rec-number>542</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619665478">542</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Stentz,A.</author><author>Bares,J.</author><author>Pilarski,T.</author><author>Stager,D.</author></authors></contributors><titles><title>Thecrushersystemforautonomousnavigation</title><secondary-title>AuvsisUnmannedSystemsNorthAmerica</secondary-title></titles><periodical><full-title>AuvsisUnmannedSystemsNorthAmerica</full-title></periodical><dates><year>2007</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[19]。图1.2“粗齿锯”无人作战平台图1.3“压碎机”地面无人战车俄罗斯陆军新型无人作战平台的代表为“天王星-9”无人战车，如图1.4所示。该无人平台支持遥控和半自主的无人驾驶，能够主动检测障碍物并进行避障处理，可操作性强，同时具备极强的机动性和通过性。“天王星-9”无人战车在硬件方面配备了电子对抗设备、射频识别系统、超远距离无线通讯设备以及红外相机等。同时，为了应对战时所需的临时需求，可以在短时间内更换上装设备用于排爆扫雷、运输装载、障碍处理以及战场打扫等场景。该无人战车具有极强的动态感知能力，通过2台激光雷达和多组视频模块对周围环境进行检测和建图，在半自主操纵模式下能够高效地实现避障ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>王军良</Author><Year>2016</Year><RecNum>543</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[20]</style></DisplayText><record><rec-number>543</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619668450">543</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>王军良</author></authors></contributors><titles><title>俄罗斯"天王星"-9无人车投放国际市场</title><secondary-title>国外坦克</secondary-title></titles><periodical><full-title>国外坦克</full-title></periodical><pages>5-5</pages><volume>01</volume><number>1</number><dates><year>2016</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[20]。英国在二十世纪末推出了一系列政策用以促进无人平台的研发，其中比较有代表性的是由英国宇航公司开发的“黑骑士”（BlackKnight）无人装甲车辆，如图1.5所示。“黑骑士”无人装甲战车主要用于作战前线的侦查与监视，该平台采用双销履带构型，能够通过壕沟，垂直墙等各种障碍，同时配备机动增强附件以进一步提高其作战半径和野外值守时间ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Valois</Author><Year>2008</Year><RecNum>544</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[21]</style></DisplayText><record><rec-number>544</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619674783">544</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Valois,J.S.</author><author>Herman,H.</author><author>Bares,J.</author><author>Rice,D.P.</author></authors></contributors><titles><title>RemoteoperationoftheBlackKnightunmannedgroundcombatvehicle</title><secondary-title>ProceedingsofSPIE-TheInternationalSocietyforOpticalEngineering</secondary-title></titles><periodical><full-title>ProceedingsofSPIE-TheInternationalSocietyforOpticalEngineering</full-title></periodical><dates><year>2008</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[21]。图1.4“天王星-9”无人战车图1.5“黑骑士”无人装甲车辆在乘用车领域，美国面向城市与越野环境举办“DARPA”无人驾驶系统挑战赛，极大地推动了无人平台技术的发展ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>潘福全</Author><Year>2017</Year><RecNum>545</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[22]</style></DisplayText><record><rec-number>545</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619676151">545</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>潘福全</author><author>亓荣杰</author><author>张璇</author><author>张丽霞</author></authors></contributors><titles><title>无人驾驶汽车研究综述与发展展望</title><secondary-title>科技创新与应用</secondary-title></titles><periodical><full-title>科技创新与应用</full-title></periodical><pages>27-28</pages><volume>000</volume><number>002</number><dates><year>2017</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22]。如图1.6所示为斯坦福大学参赛车辆Junior，Junior无人车在比赛中表现出色并获得了冠军，其无人系统框架（规划模块、地图模块、定位模块以及控制模块）也被后续其他研究者所效仿ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Montemerlo</Author><Year>2009</Year><RecNum>546</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[23]</style></DisplayText><record><rec-number>546</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619676623">546</key></foreign-keys><ref-typename="ConferenceProceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Montemerlo,M.</author><author>Becker,J.</author><author>Bhat,S.</author><author>Dahlkamp,H.</author><author>Thrun,S.</author></authors></contributors><titles><title>Junior:TheStanfordEntryintheUrbanChallenge</title><secondary-title>TheDARPAUrbanChallenge:AutonomousVehiclesinCityTraffic,GeorgeAirForceBase,Victorville,California,USA</secondary-title></titles><dates><year>2009</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[23]。谷歌公司于2009开始研发无人驾驶汽车，在2012年实现了高速道路环境下的无人驾驶测试，并在2014年发布了一款不包含方向盘、刹车以及油门的新车型ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2014</Year><RecNum>547</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[24]</style></DisplayText><record><rec-number>547</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fw2w9wptcatz0neva5dvvv9dde5a2aevtdf5"timestamp="1619677168">547</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors></contributors><titles><title>Asurveyofpublicopinionaboutautonomousandself-drivingvehiclesintheU.S.,theU.K.,andAustralia</title></titles><dates><year>2014</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24]，如图1.7所示。图1.6斯坦福大学Junior无人车图1.7谷歌无人车参考文献[1] NILSSONNJ.ShakeytheRobot[J].sriinternationalmenloparkca,1984.[2] 蒋键.智能车辆越野环境路径规划[D];北京理工大学.[3] 陈慧岩,熊光明,龚建伟.无人驾驶汽车概论[M].无人驾驶汽车概论,2014.[4] 沈卫.国外地面无人系统发展综述[J].现代军事,2016,11):47-52.[5] BAGNELLJA,BRADLEYD,SILVERD,etal.LearningforAutonomousNavigation[J].Robotics&AutomationMagazineIEEE,2010,17(2):74-84.[6] 闫清东,张连第,赵毓芹.坦克构造与设计[M].坦克构造与设计,2006.[7] MOONHC,LEEJC,KIMJH,etal.DevelopmentofUnmannedGroundVehiclesAvailableofUrbanDrive;proceedingsoftheIEEE/ASMEInternationalConferenceonAdvancedIntelligentMechatronics,F,2009[C].[8] MACLAURINB.Comparingthesteeringperformancesofskid-andAckermann-steeredvehicles[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers--PartD,2008,222(D5):739-56.[9] 满益明,陈慧岩,胡玉文,等.无人地面车辆研究概况及其关键技术;proceedingsofthe中国汽车工程学会越野车技术分会2008年学术年会,F,2008[C].[10] 朱炳先,张朋飞.地面无人车辆及关键技术研究进展[J].山西大同大学学报(自然科学版),2017,033(001):66-70.[11] 赵盼.城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D];中国科学