星露谷物语选择战士还是侦察兵 侦察兵到战士的迈进
无人驾驶飞机(UAV)已经成为现代军事航空装备发展的重点之一,而能够实现侦察和攻击功能的无人作战航空器(UCAV)的兴起,则实现了无人机平台由侦察兵向战士的转变,其在技术和战术上的发展必将改变未来空中作战体系的构成。2008年珠海航展上,国产无人机虽然仍以传统的概念机和模型为主,但是展出的众多型号中却出现了一些特殊成员,这就是首次出现的武装无人机。
有人驾驶战术侦察机在现代战场上面临越来越严重的生存危机。国内外战术侦察机大都在作战飞机基础上进行改进设计,常规战术侦察机应用的有限性和危险性难以满足现代战争的要求,这促进了无人侦察机的快速发展。现代军用无人机等同于机动灵活、目光敏锐和不知畏惧的优秀侦察兵,在战争中可以发挥其他侦察手段所难以达到的效果。无人机的广泛装备可以为地面部队提供前所未有的情报支持,如果陆军每个团甚至营可以得到无人机的支援,那么将可以清晰、准确地知道自己身边敌人的动向与实伍祥力,能够按照最好的战术方法,最有效地使用自己的力量来发挥最大效果。战略无人侦察机则可以在空中进行连续数十小时的长距离飞行,一举克服了人体承受极限对侦察机长航时的限制。
无人机作为侦察和监视平台的应用,明显改善了空中侦察的条件。但是,单纯的侦察只能让军队知道敌人在干什么,根据获得的信息进行反应则需要其他作战平台的配合。侦察机从发现目标到进行攻击之间必然有一定的过程,期间很容易导致目标脱离原始位置,导致攻击失败。现代战场上,常规的“侦察―召唤―攻击”方式早已力不从心。现代战争非常强调对目标搜索和攻击之间作战流程的无缝连接,无人侦察机现在已经开始逐步取代常规侦察机。可是,单纯的侦察无人机却难以保证“搜索―攻击”的连续性,为此发展的无人作战平台就是对常规侦察无人机功能的扩展。
美国武装无人机的发展和
战术应用
美国空军在越南战争期间就试验性地在“火蜂”无人机上挂载了AGM-65导弹,试图为其提供攻击能力。但是,因为当时在数据传送和目标识别定位方面存在不足,无人机的反应速度和即时攻击能力并没有满足实用条件。现代无人机依靠数据链组成的实时双向通讯系谨橘纳统和卫星通讯的实用化,已经能够使地面操纵人员实时观察到其传感器所获得的信息,并且能够通过地面控制的方式引导无人机对目标攻击。美国在伊拉克和阿富汗的军事行动中广泛应用无人机的打击能力,通过对目标区域持续的监视和对目祥没标的定点攻击杀伤重要目标。动用大量人员和装备搜捕都无可奈何的对手,经常被无人机所消灭。
美国在UCAV研发上的实用经验和应用技术处于世界领先水平,空军和海军早在上世纪60年代就开始探索相关技术,并在近年来爆发的多次局部战争中投入实战。美国在局部战争中取得了作战无人机最为丰富的实战经验,因此,在UCAV的发展方向上也有科学性。美国UCAV发展走的是常规无人机和隐身无人机并重的道路。其中,常规无人机的发展重点是提高飞行性能和加强武器载荷,并且通过扩大机载武器的数量和品种来适应不同战场环境的要求。例如,MQ-1是在RQ-1基础上改装的活塞动力中、低空作战无人机。RQ-1作为轻型战术侦察机的基础条件限制了MQ-1的作战能力,其中表现最为明显的就是后者的飞行性能和载荷明显不足。美军在阿富汗等地使用的MQ-1只能在中、低空发射AGM-114导弹,武器品种的单一使其缺乏必要的灵活性和攻击强度。美军必须获得更强的作战无人机,才能够在战争中真正发挥作用。因此,在MQ-1平台基础上发展的改进型变化非常明显。专用于战术攻击的MQ-9增大尺寸并采用大功率涡桨发动机,机翼挂架负荷由内到外分别是680公斤、160公斤和70公斤。全机6个挂架接近2吨的最大载荷比MQ-1提高了约8倍,航程和升限也分别提高了9倍和2倍。MQ-9和MQ-1类似的气动布局和结构设计却有着完全不同的设计思想,如果说后者是在RQ-1基础上“改行”的战斗侦察兵,那么前者则可以看成是完全按照作战要求开发的专用机型。美国现役UCAV的武器载荷随着MQ-9的装备有了明显提高,早期装备的MQ-1只能使用AGM-114“海尔法”这样的小型导弹,而现在美国空军可以为MQ-9选择AIM-9/120空空导弹、AGM-65、AGM-84、“哈姆”空地(舰)导弹和“杰达姆”、SDB和GBU-12等制导炸弹。
MQ-9不但能够使用现役战术导弹,还可以利用机翼内侧挂架挂载454公斤制导炸弹。专为该机发展的AGM-114将发射高度提高到6100米,保证了MQ-9在执行空地打击任务时的投弹高度超过大多数机动防空武器的有效射高。MQ-9的外挂载荷有效提高了攻击能力,目前已经确定的外挂方案包括多达16枚AGM-114导弹,或者挂载4枚GBU-38或6枚GBU-12制导炸弹,也可以使用采用INS/GPS制导的113公斤SDB(GBU-39/40)制导炸弹。美军追求火力圈外攻击的思路在无人机上同样有所表现,其开发的“低成本自主攻击系统”(LOCAAS)采用INS/GPS加末段激光雷达制导,采用喷气动力的LOCAAS要求达到180公里的最大射程,无动力的LOCAAS在高空投弹的最大射程也达到了70公里。美国为作战无人机提供的装备列表上还有空空导弹,现在也已经能够在MQ-9上挂载AIM-9X。但无人机挂载的空空导弹目前只用于在有限条件下的自卫空战,主要目的仍然是对未来真正自主作战的空战型UCAV进行早期技术探索。MQ-9在外挂载荷方案和攻击火力强度上已经接近常规战术飞机,可该机的续航时间却是任何有人驾驶战术飞机无法相比的。影响MQ-9战斗力的关键因素是常规气动设计的战场生存能力不足,由此也使美国军方投入了很大力量来发展低信号特征的新型UCAV。
美国发展的新型无人作战航空器普遍重视隐身性能和突防能力,有发展潜力并在技术上相对成熟的隐身无人机以X-45C和X-47B为代表。两者都采用与B-2类似的飞翼式隐身气动设计,着重解决无人机在高危险防空系统中的突防能力和打击精确性,重点发展机身内载精确制导炸弹和加速无人机空中加油技术的实用化。X-47B利用内部弹舱可以挂载2000公斤的各类制导弹药,起飞重量高达16.3吨的X-45C可以挂载2枚454公斤JDAM或8~12枚SDB,这两个型号在对典型目标的精确打击能力上足以和F-35A媲美。此外,X-47B隐身无人攻击机还能够作为舰载机使用,完全有条件成为类似F-35的通用型高性能航空战术攻击武器。
能够执行空中优势任务的高性能无人战斗机是UCAV的技术尖端,同样也因为技术难度过大而在相当长的时间里没有发展出实用机型,但用无人战斗机取代或部分取代常规战斗机的时代必将来临。美国空军很早就开始重视无人战斗机的发展和在现代空战对抗中的作用,曾利用HiMAT高机动无人技术验证机证明了无人机在格斗空战中的实用性,也曾经考虑过在F-16D 基础上开发无人驾驶的作战改型。HiMAT高机动无人技术验证机在飞行试验中证明了无人机的格斗能力,尤其是在与第三代战斗机的性能对比试验中获得了明显的效果。HiMAT在亚音速飞行条件下的机动过载标准为+12g~-6g,超音速条件下则可以进行+10g~-5g过载范围内的机动动作。HiMAT在飞行速度M0.9的试验中可以进行8g过载的持续机动,作为对比的F-16虽然能够短时间内进行高达9g的机动,但是飞行员人体承受能力的限制却使高机动动作无法保持足够的时间。试验证明无人战斗机可以依靠高机动性摆脱AIM-9L和AIM-120的攻击,并且多次在与有人驾驶战斗机的对抗中占据主动攻击位置。美国空军虽然到目前为止还没有确定发展实用化的无人战斗机,但其军事科研机构已经将此作为F-22/35换代机型的重要方向。
美国军队在追求全面技术优势和单向打击、零伤亡战争思想的引导下,近年来在无人作战平台的开发项目中投入了很大力量:攻击无人机和地面无人作战系统都已经开始在战争中使用,机器骡、步行机器人和无人装甲车、艇也纷纷进入实用化装备前的完善阶段。无人作战平台将在未来战争中的陆地、海洋和空中战场大规模应用,军人大都呆在后方安全地区的显示器前,前线则是大量无人作战平台在进行激烈、残酷却不流血的杀戮。无人作战装备的体系化发展将会利用机器的规模削弱人口数量的优势,士兵数量将不再成为整体战斗力的基础构成,装备技术优势会对军队的整体战斗力带来更明显的影响。美国军队在追求完全不对称打击基础上的零伤亡思路虽然显得偏执,但是大规模无人作战平台的应用确实将发挥极其有效的作用,依靠人力资源进行持久消耗战的战略很难对抗无人作战系统的压力。无人作战平台的发展将对高技术战争的过程和结果产生根本性的影响,美国依靠先进的电子技术和经验积累引导着无人作战体系的发展趋势,其他国家在这个大趋势影响下也必将在同样途径上跟进。因此,与其被迫牵引着发展,还不如提前投入力量来争取获得技术上的主动权。
现役常规武装无人机
存在的缺陷和不足
具备较完善航空技术实力的国家发展武装无人机都不存在大的困难。理论上讲,只要能够挂载武器的无人机就可以发展成攻击无人机。但要发展出战斗力、飞行性能和战场生存能力平衡的攻击无人机却并不容易。武装无人机发展早期缺乏实用性的关键是双向数据实时传输的限制。如果地面控制人员无法实时获得传感器的搜索画面,那么利用其对目标进行直接打击也就不可能实现,无人机自主对目标进行分析判断和攻击的技术更加难以达到实用化。
各国装备的机动战场搜索雷达/红外系统很容易发现中、低空飞行的常规无人机,自动控制的高炮和单兵导弹也可以消灭大多数中、低高度的无人机。按照程序飞行的无人机如果失去了隐蔽性,就将成为很容易被摧毁的目标。珠海航展上展出的几种具备攻击能力的无人机,都是在常规气动布局和螺旋桨动力的机体上外挂精确制导武器,这些机型在执行攻击任务时的飞行高度也难以超过6000米。美国侦察无人机在联盟行动和伊拉克战争期间发挥了重要的作用,但是也承担了远大于有人飞机的损失,缺乏对防空火力灵活规避能力是影响无人机战场生存能力的关键因素。美国在伊拉克战争中利用MQ-1“捕食者”的搜索和攻击能力,较出色地完成了对目标定点清除的“搜索-定位-打击”任务。但是看到这些成功战例的同时还必须清楚地认识到,美军早已占据了战争的绝对空中优势和完全的主动权。
从UAV发展到UCAV并不存在很大的技术难关,但现役武装无人机存在的最大问题是其体积和载荷小于常规飞机。攻击无人机武器载荷不足,只能使用体积和重量较小的战术导弹和炸弹。这样的武器配备在反游击战中打击无防御的车辆、人员方面是够用的,但缺乏对指挥中心或加固掩体这类正规战场上常见的有防护目标的攻击能力。美国对常规无人侦察机武装化改造的技术和实战经验最为丰富,但是目前MQ-1和MQ-9的战场生存力还不能保证在高强度战争中的有效运用。美国和欧洲在本世纪初开始重点发展以纵深打击为主要目标的UCAV,这些型号无一例外地采用了喷气动力和低信号特征的隐身设计,其目的就是在满足作战要求的同时获得可靠的战场生存能力。UCAV在西方国家的发展速度虽快,但存在很多技术上的难题:X-47B、X-45C和“神经元”这些机型现在还处于技术验证到实际装备之间的阶段,短时间里无法用来取代常规攻击机来执行纵深精确打击任务。
中国武装无人机发展的现状
无人机现在已经成为中国诸多航空技术发展机构的重点投入项目。近年来,不断有不同型号的无人机产品或项目公开,而且这次航展上也展出了可用于无人机的多型活塞螺旋桨发动机,供高速无人机使用的中、小推力涡扇发动机也已进入工程发展阶段。航空动力技术的发展是中国无人机整体技术进步的基础保证。随着国内小推力活塞、涡桨和涡扇发动机技术水平的提高,曾经长期制约中国无人机发展的动力问题将彻底解决。这次航展上不但出现了“长虹”-3这型直接挂弹展示的实体样机,成都飞机公司生产的“翼龙”也初步具备UCAV的能力,设计思想更先进的还有“暗剑”和类似X-47B的“战鹰”。
战术侦察机的武装化“长虹”-3无人机采用鸭式前翼和主翼外侧安定面的气动布局,前三点固定式起落架的机身尾部安装有活塞式螺旋桨发动机,机体下方中段设置有光学/红外传感器转塔,并在每侧翼下各设置一个外挂点。“长虹”-3无人机的气动布局和设备安装方式与以色列EMIT公司的“蓝色地平线”类似,尺寸规格上也比较接近,但前者流线形的机身比后者多边形机身更为优雅。“长虹”-3型无人机在航展上挂载了两枚被称为AR1型的空地导弹,导弹模型的特点和规格比较接近西方的“硫磺石”导弹。美国“捕食者”无人机使用的机载武器与武装直升机通用,中国选择攻击无人机的武器也可能会采用类似的方法,未来还将会开发专用的小直径制导炸弹和近程通用战术导弹,提高无人机的外挂能力并满足机身弹舱载弹的要求。
北京航空航天大学展出了“灰蜂”Ⅱ无人侦察机的机动作战单元,这是中国军队装备的战术侦察无人机的首次全系统公开展示。虽然“灰蜂”Ⅱ无人侦察机只是用来执行战役战术任务的机型,但在其宣传资料中却可以看到中国无人机技术发展的新成果,该机表现出的技术特点也可以作为分析“长虹”-3功能的参考标准。“灰蜂”Ⅱ无人侦察机的发射装置和控制系统集中安装在多轴越野卡车上,这样就可以由单车构成一个完整的运输、维护、发射和指挥控制单元,独立保障无人机在野战条件下配合地面部队的作战行动。具备自主起飞和降落能力的“长虹”-3攻击无人机同样可以依靠弹射起飞,类似“灰蜂”Ⅱ的多功能模块化思想同样可以应用于前者。尤其是“灰蜂”Ⅱ机载侦察搜索装置的模块化对“长虹”-3极有价值。“灰蜂”Ⅱ可以根据目标特点安装不同类型传感器的光电转塔和吊舱。昼间使用的激光测距/电视跟踪吊舱的有效工作距离为5公里,主要用来对目标进行侦察定位和测距。红外/激光吊舱对目标的探测距离与电视吊舱相当,但使用红外成像侦察设备就可以在全天候条件下侦察目标。合成孔径雷达吊舱是外挂在机身下的纺锤形吊舱,可以进行全天候雷达搜索和地形测绘,而且还能够克服目前战术目标所采用的常规侦察和隐蔽手段。“长虹”-3完全可以采用与“灰蜂”Ⅱ类似的模块化侦察瞄准设备,根据目标类型和战场环境的变化,利用不同的传感器和瞄准系统配合不同导引方式的机载武器,或者利用挂载不同武器的多架无人机组成攻击群来提高攻击效果。
“长虹”-3这类常规气动布局的UCAV主要执行战区范围内的中空侦察和打击任务,该机虽然有较好的载荷和航程条件,但是要有效执行任务却必须满足两个基本的要求:首先,我军在战区范围内必须具备明显的空中优势,这样才可以保证无人机长时间巡逻监视时的安全性;其次,我军应有能力压制对手的对空侦察和防空火力,避免飞行轨迹固定又缺乏自卫能力的无人机受到敌防空火力的杀伤。信号特征比较明显的“长虹”-3在高强度战争中必然要遭受较为严重的损失,但其低成本的优势却能够保持较高的性价比,仍然可以看成是高效率和高灵活性的前线机动侦察/打击武器系统。
侦察无人机携带武器后,不会削弱其在侦察和监视方面的能力,简单的技术措施就可以把“侦察兵”转换成深入敌后的“狙击手”。中国开发武装无人机可以加强对点目标攻击的快速反应能力,其不但可以利用本身的机载武器对发现的目标进行攻击,而且机载激光瞄准/测距装置还可以为其他激光制导武器提供引导。中国陆军和空军目前都开始大规模装备激光制导弹药,但是现有的半主动激光制导炸弹和炮弹都需要对目标进行持续照射,执行照射任务的飞机或地面人员将暴露在危险的环境中。而且,执行地面照射任务的人员或者车辆很难深入敌后方,因此,制导炮弹的照射引导要求对火炮射程的提高也是明显的限制。武装无人机依靠机载观察瞄准装置,不但可以独立对目标进行攻击,还可以为其他平台发射的激光制导弹药进行目标照射。采用无人机对弹药进行制导不但可以使攻击机投弹后直接脱离,也可以有效扩大制导炮弹的有效射程和作战灵活性,同时也可以利用高精度的侦察和定位装置来提供目标信息,为其他平台发射的“发射后不管”电视、毫米波和红外制导武器提供目标瞄准数据。武装无人机对其他平台投掷/发射武器的制导能力不但提高了作战灵活性,还可以弥补其有效载荷小导致对地攻击武器威力薄弱的缺陷,真正将无人作战平台与其他攻击手段有效地融合成一个整体。
隐身无人攻击机的代表中国未来的UCAV不可能单纯依靠“长虹”-3或“翼龙”这样的常规机型,应用隐身技术提高隐蔽性和战场生存能力将成为必然的发展趋势。中国在航空隐身技术的型号应用方面长期处于严格保密的不透明状态,早期公开的“暗剑”在技术上也有着较强的技术验证机的色彩,这次航展上出现的“战鹰”隐身无人机则体现出实用隐身技术的应用成果。“战鹰”的宣传资料上被介绍为多功能的无人作战平台,这个机型不但可以在高危险战区执行纵深侦察和监视任务,利用机身弹舱挂载的武器还可执行防空压制和打击任务,利用低信号特征带来的突防能力和隐蔽性获得战术上的优势。
“战鹰”采用了前掠机翼和先进的升力体飞翼布局,机身背部安装的进气道和发动机喷口都采用了低信号措施,隐身性能方面的技术标准与美国X-47B基本相当。“战鹰”采用前掠翼布局在无人机中较为少见,这一设计不但可以起到和后掠翼类似的高速性能,而且前掠的机翼后缘还可以和后机身形成一个整体来降低雷达反射面积。采用前掠翼的另外一个好处就是机翼可以设置在机身的后方,外翼的重量和气动力还可以平衡前机身的气动效果,相比常规前掠翼布局可有效降低机身长度和整机尺寸,能够在保证飞行性能和基本任务载荷的前提下,降低飞机的体积与成本。“战鹰”在战术上的功能是作为突破防空网络的“撞门锤”,依靠隐身性能和机载武器对防空网络上的重要节点进行定点摧毁,在其他航空作战力量突防前将敌方防空网络打开缺口并完成侦察任务。这一点与美国著名的F-117非常接近,差别只是飞行员由地面控制员和自动控制系统取代。
无人攻击机的隐身化和大型多功能化确实可以在性能上接近常规攻击机,但是现代攻击机需要完成战场支援、纵深精确打击、侦察和自卫防空等任务,这就对其自动化水平和设备完善程度提出了很高要求。国外普遍采用无人机和指挥机组成混合编队来提高作战效率和协同能力,这是因为无人机的智能系统还不能替代人的思维与判断。但是,人工控制的编队配合存在通讯延迟或信号中断/干扰的问题,尤其是无人机与指挥系统间的通讯联系可能会暴露己方,指挥机也有可能难以兼顾对无人机的引导指挥和保证自身安全。因此,独立使用无人机和有、无人机混合编队优缺点的争论将长期存在。
现役无人机大都是按照固定的程序和任务航线执行侦察巡逻任务,即使是具备攻击能力的无人机,也采用人工控制。因此,现役武装无人机的自主工作能力集中在自控飞行这个狭窄的范围内,缺乏自主决策能力的攻击无人机在使用灵活性上存在明显的缺陷。真正能够满足无人攻击系统要求的UCAV需要具备独立决策和任务规划的能力,控制人员只是应付突发情况时才参与决策,通过无人机自主完成规划任务和人工辅助控制的方法提高系统的灵活性。无人隐身攻击机的独立作战能力目前还无法和同技术条件下的有人飞机相比,但是生产、维护和使用成本上的优势却有利于装备规模的扩大。利用无人攻击机取代部分常规攻击机,还有利于整体战斗力的提高。无人攻击机想要取代常规攻击机功能的前提不仅仅是自控水平的提高,还需要具备不低于常规攻击机的传感器、数字式电传飞控、数据链、外挂管理系统和电子对抗手段,真正成为智能化的作战武器而不是现在这种游戏机式的“人工+程序”的控制体系。
(未完待续)
(编辑/一翔)
自动紧急制动
投稿来源:智能相对论
在车企们万众一心向L3级自动驾驶冲刺的关口,以自动驾驶为最终目标的ADAS系统自然试女阳放而然的火了。
随着车上的AD来自AS系统配置越来越多,配置表越来越长,新的问题产生了,那些装备上车的ADAS系统好用吗?你会用吗?一套优秀的ADAS系统又应该是什么样子的呢?
门槛越来越低的ADAS
所谓的ADAS系统是英文Advanced Driver Assistan360问答ce System的简称,即原资脱似攻答总终高级驾驶辅助系统,也被称为自动驾驶辅助系统。
其工作原理是利用安装在车上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单双目摄像头以及卫星导航),在汽车行驶过程中随时来感应周围的求除误供绿领区困轴头当环境,收集数据,进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪,并结合导航仪地图数据,进行系统的运算与分析,从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,有效增加汽车电目谓阿愿要歌矿驾驶的舒适性和安全性。
简单来说,就是紧急情况下,在驾驶员主观反应之前,通过ADAS系统的关联苏工作,使汽车作出主动判断和预防措施,来达到预防事故和辅助驾驶的作用。在一定程度上,可以将ADAS系统理解为科读均深操自动驾驶的简化版或者初级阶段;。
但需要明不确的是,虽然ADAS被很多人视作自动驾驶汽车的前提,但就其本质而言,ADAS是辅助驾驶,核心是环境感知,而自动驾驶是人工智能,两者体系有很大差别。对手此,美国道路交通安全局(NHTSA)和美国机动车工程师学会(SAE)对自动驾驶各个阶色段有非常详细的描述。
听起来很叫连沉高大上的ADAS系统其实在很多年前就开始装备上车了,只不过最开始只装备在豪华品牌的顶配车型上,近几年才逐渐普及到中低端品牌中印液原条对染齐块关,特别是自主品牌,已经开始规模化装配上车,功能也比之整胶国赵气送林妒析找末前大大丰富。
具体来说,智能相船等较但袁息比既司对论;可以把目前主流的ADAS系统按功能分为以下三类。
1、主动控制类ADAS
其中包括自适应巡航(ACC)、自动紧急刹车(AEB)、车道保持系统(LKS)、自动泊车、智能大灯控制(AFL)等。
2、预警类ADAS
其中包括前车防撞预警(FCW)、车凯素呀道偏离预警(LDW)、行人碰撞预警(PCW)、疲劳预警等。
3、其他辅助类ADAS
其中包括盲区监测(BSM)、远近光灯辅助(ADB)、夜视系统、泊车辅助(PA)、全景泊车(SVC)、注意力检测(DMS)、抬头显示(HUD)、行人检测(PDS)等。
由于ADAS系统功能太过繁杂,于是由特斯拉起了个头,以Autopilot作为统称,并将其包装成一个具有品牌性质的产品,将一些主要功能囊括其中,于是蔚来推出了NIO Pilot、小鹏汽车推出了XPilot、威马推出了Living Pilot……
有了ADAS,驾驶就轻松了吗?
这个问题的答案在未来或许是肯定的,但在现在,就需要斟酌一下再回答了,其主要原因是正在大规模上车的ADAS系统还是存扩害校在不少问题。
1、这个预警,那个辅助,傻傻分不清楚
很多用户在面对ADAS系统那一长串功能表时,往往无所适策未从,内心的OS是:我只是开车而已,难道一定要记住那么多生涩的功能名称和描述吗?
在项车实际用车过程中,比起记下所有的功能,如何让用户区分那些从字面上看起来非常相似的功能更为急迫。
让我们来看看这样一组功能,泊车辅助、全景泊车、自动泊车(注一)你能分清三者间的差别吗?再进阶一步,车道偏离预警、车道保持辅助、主动车道保持(注二)这三个与车道相关的功能,它们具体的应用场景和效果是怎样的,你们清楚吗?
根据美国汽车协会发布的一份报告显示,大约有80%的驾驶员不知道ADAS系统盲点监测的局限性,或者系统不能可靠地检测快速移动或较小的物体,如摩托车或自行车。
将近40%的驾驶员不知道前向碰撞警告或自动紧急制动系统的局限性,或者混淆了这两种技术。此外,每六名被调查的车主中有一人不知道他们的车辆是否配备了紧急制动功能。
超过30%的拥有紧急制动系统功能的车辆的车主不知道这些系统依赖于摄像头或其他传感器,如果这些摄像头或传感器被灰尘、冰或雪遮挡,可能就会直接影响功能正常运行甚至是系统报警。
在若干年前,让驾驶员们理解ESP(车身稳定系统)、ABS(制动防抱死系统)等功能的概念都不是一件容易的事情,即便到现在,仍然有很多人对此似懂非懂,好在这些功能都是被动触发。而现在,ADAS系统中的功能不但数量多,且繁杂,很多功能还需要驾驶员主动操作,实在是个不小的负担。
2、人车交互缺陷始终没能填平
ADAS系统的人车交互到底需要多便利?我们用一个脑筋急转弯来做解答。
问:把一头大象放进冰箱需要几步?
正确答案是三步:打开冰箱——把大象放进冰箱——关上冰箱。
就是这么简单。
我们现在如果要调用ADAS系统中的一项功能,需要的步骤比把大象放进冰箱要复杂多了。
以我们最常用的自动巡航功能为例,有的车型在方向盘上有专门的按键可以激活该功能,有的车型则需要驾驶员从主菜单的功能列表中找出自动巡航再进行激活。
功能激活后,调整车辆到理想的行驶速度,又需要一段时间。
如果启动时的速度较低,调到120公里/小时的工作速度,以系统默认的5公里/小时为单位进行调节,这也意味着,驾驶员需要按键的次数至少在10次以上。
整个过程,无论如何都称不上便利和人性。
现在ADAS系统缺少的就是像将大象放进冰箱那么简洁的人机交互方式。
3、还未跨越能用;与爱用;鸿沟
由于ADAS系统是运用毫米波雷达、激光雷达、单双目摄像头等传感器的数据进行决策控制,因而在算法上的局限决定了ADAS系统的用户体验始终与人类驾驶存在差距,且很多ADAS系统功能只在特定的应有场景才能使用。
例如很多车型的车道保持和自适应巡航功能,由于系统对车辆在车道中的位置和前车距离的数值过于敏感,刻意将其控制在一个非常精确的范围内,这就导致车辆对方向和速度的控制非常生硬,驾乘者的感受通常是急打方向和猛踩刹车。
像特斯拉的变道辅助功能就被大量用户吐槽其在变现操作时像喝了酒一样;,同时还有各种匪夷所思的Bug,比如下达并线指令后,80%概率会第一次并线中断划龙回到原车道。再加上雨天不能用、雾天不能用、城市拥堵路况时不能用,太多的场景限制使得ADAS系统被限制在一个非常窄的范围内。
目前,对于大多数已经上车的ADAS系统来说,只是解决了有没有;和可不可以用;的问题,但距离消费者喜欢用;还有很大一段距离。
ADAS的未来,做减法比做加法更重要
在很多人的理解中,一个产品的功能越多越好,但对于ADAS系统来说,现在到了做减法的时候了。
首先,需要做用户教育的减法。
站在用户的角度,最佳的体验是我不需要知道这辆车有什么功能,怎样使用这些功能,而是到达特定的场景,车辆可以自动识别,并将相应的功能调动出来自动执行。
如果这一点做起来还有难度,那么就将智能;、智慧;、自动;这样宽泛的,看似非常高深的词汇从宣传单页和配置表中删掉,脚踏实地的将一个个细分配置的功能转换成用户便于理解的说法,即变功能为体验;,这样不但减轻了用户的学习负担,还可以大大降低车企和用户之间的沟通成本。
其次,做传感器的减法。
ADAS系统作为以传感器为核心的自动驾驶辅助解决方案,对传感器极为依赖,为加强ADAS系统的感知能力,车载传感器数量呈现出越来越多的趋势,如果任由这股潮流发展下去,大量的传感器将成为汽车的负担和累赘,与高效出行的理念背道而驰。
目前,ADAS系统可以部署的传感器光种类就多达16种,以吉利博瑞GE这款车型为例,仅在视觉传感器方面就配置了1枚单目摄像头、4枚环视鱼眼摄像头、1颗77HGz毫米波雷达和16颗超声波雷达,总数达到18个。随着车型的迭代,这些传感器的数量还会继续增加。
如果再结合上文中所提到的因为算法的原因,汽车在执行ADAS任务时过于谨慎从而导致用户体验不佳,那么一个成熟ADAS系统的样子已经大致勾勒出来了,即在行业内形成一个标准化的技术架构体系。
即在一个开放的平台架构下,传感器的数量应该在怎样的范围内,各种算法的数据指标该在怎样的范围内,这样不光能规范和加速行业的研发速度,同时也能在用户层面获得认可,达成体验的统一。
注一:
泊车辅助:通过安装在车身上的摄像头,超声波传感器,以及红外传感器,探测停车位置,绘制停车地图,并实时动态规划泊车路径,将汽车指引或者直接操控方向盘驶入停车位置。
全景泊车:泊车时360度全景提示。
自动泊车:自动泊车入位。
注二:
车道偏离预警:当车偏离当前车道时,系统会通过声音、方向盘振动等方式对驾驶员进行提醒。
车道保持辅助:当系统检测到车辆偏离车道时,对方向盘施加一个力,把车子拽回到当前车道内。
主动车道保持:车辆自动保持在车道中线行驶。
膜分离技术有哪些优点及不足
膜分离技术的优点:
1、在常温下进行:有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩;
2、无相态变化:保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8;
3、无化学变化:典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染;
4、选择性好:可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能;
5、适应性强:处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化;
6、能耗低:只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8。
缺点:
1、膜技术虽然浓缩成本低,但不能将产品浓缩成干物质;
2、膜技术虽然具有选择过滤性,但是同分异构体就无法实现分离。
膜分离技术,是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术。由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
应用领域:
1、微滤
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
2、超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
3、纳滤
纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
4、反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水。
5、其他
除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离、液膜分离法等。