3月26日，首屆中國功能型無人車技術(shù)與行業(yè)發(fā)展論壇順利召開。中國工程院院士、北京理工大學(xué)常務(wù)副書記項昌樂院士作了題為《智能陸空車輛技術(shù)及發(fā)展》的主旨演講。以下為項昌樂院士的報告原文：目前，智能汽車進(jìn)入了快速發(fā)展的時代，世界各國都在大力發(fā)展智能汽車。在未來智能交通或智慧城市中用以完成不同功能型任務(wù)的車輛，都可以定義為功能型無人車。這次會議的召開，對功能型無人車技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展，有重要的推動作用。下面，我結(jié)合我們在相關(guān)領(lǐng)域多年的研究基礎(chǔ)，為大家報告一下智能陸空車輛的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢。
隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程不斷推進(jìn)，交通擁堵已經(jīng)成為了我們生活中必須面對的難題。這不只是北京等特大城市才有的問題，幾乎所有城市都有交通擁堵的情況發(fā)生。設(shè)想一下，如果我們在早高峰的時候，在這樣的環(huán)境中駕駛車輛，又要急于趕到公司做重要的決策，是多么著急的心情。在這個時候，我們會幻想著汽車能夠飛起來，具有垂直起降的能力。
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市交通資源和車輛發(fā)展的矛盾日趨激烈。無論是在客運(yùn)還是貨運(yùn)方面，其體量都在逐年迅速增加。
隨著城市進(jìn)程不斷發(fā)展，交通擁堵情況也就愈發(fā)惡劣，那么，拓展交通資源就成為了迫切需求。空地一體化的交通理念是未來的發(fā)展趨勢，也就是說，我們要拓展近空領(lǐng)域的交通資源。地面過于擁擠，我們就要發(fā)展低空交通。就好比地球資源不斷匱乏，我們就要拓展探索其他星球。所以，空地一體化的智能陸空車輛就是解決未來城市交通擁擠的新興交通工具。
近年來，國際上在這方面的研發(fā)進(jìn)展非常迅速。美國國防部高級研究計劃局在幾年前就開始提出陸空車輛的概念，他們發(fā)展了幾種形式并不斷在迭代，從最早的陸空車輛基礎(chǔ)構(gòu)型，到后面又不斷創(chuàng)新了很多新形態(tài)構(gòu)型。美國、歐盟、德國、日本等都在軍民用領(lǐng)域制定了系列陸空車輛、陸空飛行器的發(fā)展戰(zhàn)略，飛行器的形態(tài)也在從從飛行逐步向陸空多功能轉(zhuǎn)變。在另一方面，近幾年智能陸空車輛也得到了社會資本以及大型集團(tuán)企業(yè)的持續(xù)關(guān)注和注資。
我國工信部、科技部等部委都制定了相關(guān)的支持計劃，行業(yè)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)以及高校等也針對智能陸空車輛開展了廣泛的研究。這里所展示的是世界各個國家針對陸空車輛的設(shè)計方案，粗略估計已經(jīng)超過了200多種。這也從另一個角度說明，目前在起步創(chuàng)新的階段中，智能陸空車輛的發(fā)展并沒有固定的模式和路線，各國都在積極的探索，針對不同的場景或者不同的需要，都有不同構(gòu)型方案的出現(xiàn)。
綜上來講，智能陸空車輛的研究是具有重大意義的。在民用方面，拓展城市交通維度，解決城市擁堵問題，提高城市交通效率，讓人民過上更幸福的生活。在軍用方面，可以提高城市作戰(zhàn)能力，服務(wù)于國防安全。那么，智能陸空車輛的研究對我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防安全建設(shè)都有著重要意義。
第二，智能陸空車輛發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問題。智能陸空車輛技術(shù)特征包括空地一體化、電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)集群化。存在的技術(shù)難題和挑戰(zhàn)有六個方面：一是垂直起降困難，因為城市里氣流環(huán)境、地貌環(huán)境復(fù)雜。二是穩(wěn)定控制困難，高樓群里面氣流環(huán)繞而且會造成飛行不穩(wěn)定。三是低噪驅(qū)動困難，飛行器噪音比較大，會對周圍居民產(chǎn)生較大影響。四是智能管控困難，五是集群調(diào)度困難，六是智能導(dǎo)航困難。為了解決這些問題，其關(guān)鍵技術(shù)群就包括陸空機(jī)動平臺構(gòu)型技術(shù)、驅(qū)動與控制技術(shù)、自主協(xié)同控制技術(shù)、協(xié)同感知與定位技術(shù)四大關(guān)鍵技術(shù)群。
下面，為大家報告一下智能陸空車輛的研發(fā)技術(shù)進(jìn)展，以及我們所做的一些工作。這是我們目前承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃中的一個內(nèi)容，子母式地震災(zāi)后救援裝備。
在構(gòu)型技術(shù)發(fā)展方面，目前200多種構(gòu)型歸納起來一共有這樣五種典型形式，每種形式有各有的特點。涵道式構(gòu)型方案升力大，尺寸緊湊，安全性高，能夠近體貼近復(fù)雜障礙物，相當(dāng)重量下占用的體積小。開放式螺旋槳多旋翼方案功率需要較小，但起降場地要求高，由于其價格便宜、成本低、工藝難度低、技術(shù)成熟的優(yōu)勢，是目前應(yīng)用比較多的方案。
這是我們團(tuán)隊所提出的三模塊陸空車輛技術(shù)方案，由飛行模塊、功能艙體、地面模塊構(gòu)成，涉及到分布式電涵道推進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)。
飛行平臺構(gòu)型技術(shù)方面，這是以分布式涵道飛行模塊架構(gòu)為基礎(chǔ)研發(fā)的智能空中作業(yè)機(jī)器人，是一種新的裝備?？梢愿鶕?jù)載荷不同，實現(xiàn)不同數(shù)量、不同大小的涵道設(shè)置，從而實現(xiàn)五公斤級到五百公斤級的并可以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的多構(gòu)型涵道飛行平臺。
這是陸地平臺的各種構(gòu)型，特點模塊化設(shè)計、通用化平臺、功能化載荷。同一平臺可以實現(xiàn)不同功能的載荷，不同的功能模塊滿足不同的使用需求。
在驅(qū)動控制方面，未來電動化的發(fā)展趨勢不可逆轉(zhuǎn)，不管是采用輪轂電機(jī)的地面車輛、或是涵道式/旋翼式的飛行器，都將應(yīng)用分布式電動、分布式電推進(jìn)相關(guān)技術(shù)。
在輪式車輛分布式驅(qū)動領(lǐng)域，軍用和民用領(lǐng)域都進(jìn)行了很多研究。同時，也誕生了很多新的行走構(gòu)型的研究，包括輪腿技術(shù)方案等等。在飛行平臺的分布式驅(qū)動技術(shù)方案方面，飛行平臺的涵道驅(qū)動技術(shù)具有推力大、效率高、噪聲低、更安全的優(yōu)勢特點，適用于500米高度的近地復(fù)雜環(huán)境。我們團(tuán)隊也已經(jīng)在涵道推進(jìn)方面已經(jīng)做了近十年的研究。
在協(xié)同感知、決策與控制技術(shù)領(lǐng)域，我們也開展了多方面研究工作。在多源信息融合定位方面，我們開展不依賴衛(wèi)星信息的自主定位等研究，同時開展了車輛的道路實驗。特別是在廣闊的沙漠、草地上，道路特征不是很明顯的地方，在特征極稀疏的環(huán)境下如何去識別環(huán)境，如何去融合多源傳感器的信息來進(jìn)行定位，這些都是亟待突破解決的難題。
在可通行區(qū)域的規(guī)劃方面，對軍用車輛來講，更多時候面對的是復(fù)雜道路、凹凸道路，沒有明確的車道線、標(biāo)志性特征的道路。那么，在這樣的道路上，可通行的狀況怎么去規(guī)劃和識別，這些技術(shù)比乘用車更具有挑戰(zhàn)性。在分布式協(xié)同決策與控制方面，我們突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，在若干典型場景下開展了相關(guān)實驗。綜上來講，我國陸空車輛領(lǐng)域正處在研究的起步階段，還需要我們大家一起共同努力，服務(wù)于未來立體交通與陸軍裝備發(fā)展的重大需求。以上就是我給大家報告的內(nèi)容，非常感謝大家的聆聽。
