DARPA无人系统城市作战运用浅析

DARPA高级技术项目开辟新时代军事科技领域引言：随着科技的迅猛发展，军事科技领域正面临着前所未有的挑战和机遇。

在这一背景下，美国国防高等研究计划局（DARPA）作为全球最具影响力的军事科技研发机构之一，不断推动着世界军事科技的发展。

DARPA的高级技术项目通过开创性的研究和创新性的解决方案，不仅为美军提供了重要技术支持，还为全球国家的安全和防御能力起到了重要的促进作用。

本文将介绍并分析几个DARPA高级技术项目，以揭示其在开辟新时代军事科技领域方面的贡献。

1. 机器人技术项目DARPA的机器人技术项目一直是其重点关注的领域之一。

该项目以研发人工智能和机器人技术为目标，旨在提升军队在战场上的侦查、救援和作战能力。

在这个项目的支持下，DARPA研发出了一系列先进的机器人系统，如Atlas机器人和Spot机器人。

Atlas机器人是一种具有人型外形的多功能机器人，具备执行各种任务的能力，包括操控工具、行走、攀爬等。

Spot机器人则是一种四足机器人，可以在不适宜人类进入的环境中执行任务。

这些机器人的出现不仅极大地提升了军队的战场效能，还有望在日后的战争中发挥更大的作用。

2. 无人机技术项目无人机技术的快速发展已经改变了军事战略和战术的模式。

作为先驱，DARPA的无人机技术项目一直引领着这一领域的发展。

该项目的目标是开发出具有高度自主化和多功能的无人机系统，以提升侦查、监视、打击和空中支援等能力。

其中，DARPA的“战争中屏幕”项目是一个非常成功的例子。

该项目开发了一种可以投射高清视频的悬浮屏幕，使无人机在飞越战区时能够实时传输目标信息给指挥官，并提供更准确的信息支持。

这样的技术突破使得无人机在战争中的角色变得更加重要，增强了军队在战场上的优势。

3. 空天高速交通项目DARPA一直致力于改善军队的调度和快速部署能力，以适应现代战争的需求。

在这个背景下，空天高速交通项目应运而生。

这个项目的目标是开发出高速飞行器，以实现快速、灵活的兵力调度和物资运输。

军用无人地面车辆技术的发展与应用提要: 未来战争要求军队能够迅速向世界各地投放压制性兵力, 它必须是灵敏的、多用途的及致命的, 应用制敌机动、精确接战、集中后勤、信息优势以及生存性的目标, 在这样的部队结构中, 空中与地面的无人平台将起到重要作用。

无人地面车辆具有跨越式发展潜力, 它们的使用将会大大减少战时伤亡人数并极大地提高军队作战效能, 取得地面战斗中的优势。

关键词: 军用；无人地面车辆；发展；应用随着科学技术的日益成熟和进步, 武器装备的性能得到很大程度上的改善和提高, 也越来越现代化、智能化, 与此同时出现了建立在新科学理论基础上的新型概念武器—无人作战平台。

与普通作战平台相比, 它在侦查、运输、搜救以及火力打击等方面有着不可比拟的优势。

它们能够在战场上协助作战人员并与之形成互补, 适于完成常规而单调的任务, 并且它们总是不知疲倦, 无所畏惧, 可以迅速而准确地完成重复性作业, 特殊的设计还可以使它们避开或抵挡敌方武器进而完成特殊的军事任务。

自1983年美国DARPA立项制定无人地面作战平台的战略计划以来, 世界各军事强国纷纷致大力于无人地面武器机动平台的研究与应用工作。

当今, 军地都在研制有足够自主性的机器人系统以代替人类从事危险性作业, 增强人类协作能力以及执行艰苦、重复的任务。

如今成功改装的商用遥控操作地面车辆已经用于特殊军事行动（例如排雷、爆炸物探测、情报、后勤、城市侦查等）, 而且在向半自主机动能力发展的过程中, 已经取得了一些早期进步。

一、技战术要求实现完全态势感知地面或空中, 评估接收的数据、制定与指挥官意图相一致的行动, 为实现指挥官目标而使用战斗力（杀伤性与非杀伤性“智能炸药”）的自主无人能力, 这种“节约兵力”能驾驭地形, 在特定区域减少士兵风险, 在战略、战役及战术水平上补充并保持机动主导权。

二、软硬件支撑1.自主行为: （一）感知, 包括用于机动和态势感知的传感器和软件。

无人机在城市管理中的应用研究分析随着科技的飞速发展，无人机已经从最初的军事领域逐渐拓展到了民用领域，并且在城市管理中发挥着越来越重要的作用。

无人机凭借其独特的优势，为城市管理带来了新的思路和方法，有效地提高了管理效率和质量。

一、无人机在城市管理中的应用领域1、城市规划与建设在城市规划过程中，无人机可以快速获取大面积的高精度地形数据和影像资料，为规划师提供直观、准确的信息。

通过对这些数据的分析，能够更好地评估土地利用情况、规划交通线路和公共设施布局。

在建设过程中，无人机可以对施工现场进行实时监控，及时发现安全隐患和违规操作，保障施工的顺利进行。

2、城市交通管理无人机可以用于监测交通流量和拥堵情况。

通过在空中俯瞰道路状况，能够快速获取大范围的交通信息，并将其传输给交通管理部门。

这有助于及时调整信号灯时长、优化交通路线，缓解交通拥堵。

此外，无人机还可以用于事故现场的勘察和救援指挥，为救援工作提供快速、准确的信息支持。

3、城市环境监测无人机搭载各种环境监测传感器，能够对空气质量、水质、噪声等进行实时监测。

相比传统的固定监测点，无人机具有更大的监测范围和灵活性，可以深入到一些难以到达的区域进行监测，为环境保护部门提供更全面、准确的数据，有助于及时发现环境问题并采取相应的治理措施。

4、城市公共安全管理在维护城市公共安全方面，无人机发挥着重要作用。

例如，在大型活动现场，无人机可以进行空中巡逻，实时监控人群密度和活动情况，及时发现异常情况并进行预警。

在应对突发事件如火灾、地震等时，无人机可以快速抵达现场，获取现场图像和信息，为救援决策提供依据。

5、城市基础设施管理无人机可以对城市的桥梁、道路、电力线路等基础设施进行巡检。

通过高清摄像头和热成像技术，能够发现基础设施的损坏、老化和故障等问题，提前进行维修和保养，保障城市基础设施的正常运行。

二、无人机在城市管理中应用的优势1、高效灵活无人机可以快速部署到指定区域，不受地形和交通条件的限制。

无人作战系统的应用及关键问题探究随着人工智能技术的发展和实践，战争模式也从以往的有人作战逐渐向无人作战过渡，具有人工智能的无人作战智能体(UnmannedCombat Agent, UCA),如战场机器人、无人作战飞机、无人潜航器等新型武器平台逐渐走向战争舞台中央，引导着未来作战的发展方向，并与其他新型技术装备共同改变着信息化战争的战争形态。

与有人作战系统相比，无人作战系统具有机动性强、成本低、行动隐蔽性能好等特点，能够在极端恶劣的生存环境下实施作战任务，特別是不需要人去驾驶，避免操作人员进入高危区域执行任务带来的生命危险，不以牺牲军人的生命为代价。

这在现代战争屮，是一支不可或缺的新型作战力量，有着无限的发展和应用空间。

目前，五常及日本、以色列、印度等国都在争先恐后地发展无人作战装备，成为新世纪武器装备发展的一个亮点，一些发达国家军队的无人化兵器现正朝着自主化、隐形化、微型化等方向发展。

随着无人作战系统在多个领域的应用，武器装备将会形成全新的体系，未来战争将是陆、海、空、天、网、电等多域联合作战的场景。

本文对国内外无人作战系统的发展进行了总结，分析了无人作战系统的作战需求及战术应用，重点关注无人作战的关键技术问题，并在此基础上探讨了物联网技术和5G技术应用于无人作战系统的可行性及其对无人作战装备的影响。

01、无人作战系统发展无人作战系统是综合运用多种军事技术而研制的可以替代人去完成某种特定任务的新型作战系统，是系列先进军事〃技术群〃综合集成创新发展的产物。

根据自动化程度的不同，无人作战系统可分为遥控式、半自主式、平台中心自主式和网络中心自主式四类。

根据作战使用区域不同，无人作战系统可以区分为地面无人作战系统、空中无人作战系统、海上无人作战系统等。

地面无人作战系统地面无人作战系统是陆上作战的重要力量，能代替人在高危险环境下完成各种任务，对保存有生力量、提高作战效能具有重要意义。

地面无人作战系统是一个广义概念，包括地面机器人、无人车辆、无人化炮塔等多种地面无人系统。

DARPA人工智能技术研究情况分析摘要：DARPA对人工智能技术的研究，加速推动了美国军事科技领域的发展进程。

基于此，本文从“第一波”与“第二波”人工智能技术、AI Next项目、人工智能空中格斗技术、智能神经接口项目、SAIL-ON计划、神经形态电子开关这几个方面分析了DARPA人工智能技术研究情况。

关键词：人工智能；神经接口；空中格斗引言：DARPA是美国国防高级研究计划局的简称，隶属于国防研究与工程署。

自人工智能技术被研发以来，DARPA开始不断发掘该技术在军事领域的应用潜能，并构建出了美国人工智能发展战略、战术模式体系，而且制定了在五年内向人工智能研究投入20亿美元的计划，为高级人工智能技术的研究奠定了基础。

一、“第一波”与“第二波”人工智能技术的研究从人工智能技术被研发出以来，截止到现阶段，DARPA已经完成了两波人工智能技术研究计划，使其逐步占据了创造与发展，AI技术的主导地位，提升了美国国防能力水平。

在DARPA内部发起的第一波人工智能技术研究中，其将研究重点放在了手工知识与狭义任务执行这两个方面，构建出了能够基于既定规则运行的AI系统，虽然其应用范围有限，而且系统本身也比较脆弱，但这依然标志着人类向人工智能领域的迈进。

在第二波人工智能技术研究中，DARPA引入了AI机器学习技术，并借助该技术，结合大量数据，构建出了统计模式识别器，实现了AI机器的自然语言理解、导向、感知、问题解决功能，而上述AI技术、功能的研发，不仅提升了军事科技水平，同时，也在民用方面上，帮助人们创造出了个人助理、自然假体、自动行驶汽车，开启了人类的智能化生活。

二、AI Next项目的研究在2019年，DARPA通过五角大楼正式提出了“AI Next”项目，同时针对该项目，DARPA做出了5年内20亿美元以上的投资计划，标志着DARPA第三波人工智能技术研究浪潮的开始。

“AI Next”项目中，DARPA的主要研究目的为让AI机器具有适应不断变化环境的能力，以及与人类类似的推理、沟通能力。

无人机在智慧城市中的应用研究一、引言随着智能科技的发展，无人机技术逐渐普及，其应用领域也越来越广泛。

作为一种可以遥控和自主导航的空中无人机器人，无人机在智慧城市建设中具有重要意义。

本文将从无人机在城市安全、城市建设、城市环境等多个方面探讨其在智慧城市中的应用研究。

二、无人机在城市安全中的应用1. 警用无人机警用无人机作为当前公安部门重点研发的一种新型工具，能在城市安全方面起到重要作用。

在城市管理中，警用无人机在以下方面进行应用：• 常规巡逻：警用无人机能够在短时间内覆盖城市广阔区域，通过智能识别技术快速发现各种安全隐患，及时采取措施。

• 赛事安保：在大型活动场所中，警用无人机能够实时监控现场情况，及时发现问题，减少安全隐患。

• 搜捕嫌犯：在犯罪嫌疑人逃脱时，警用无人机能够协助警方进行搜捕，大大提高抓捕的成功率。

2. 消防无人机消防无人机是一种应急设备，主要在城市火灾勘察、灭火、救援等方面发挥重要作用。

具体来说，它可以在以下方面应用：• 现场火情监测：消防无人机可以快速飞抵火灾现场，实时探测火源、火势、烟雾等情况，提供实时捕捉数据来协助救援。

• 空中救援：消防无人机可以在灾难区上空进行搜救行动，在查找与追踪上大大提高了效率，同时使救援人员安全不受威胁。

三、无人机在城市建设中的应用1. 建筑扫描无人机可以托起各类传感设备，如激光扫描镜头、红外线等，使用这些传感器对建筑物进行三维建模，以帮助建筑设计团队能够更准确而快速地设计和修改计划。

2. 城市规划无人机可以为城市规划和设计提供重要的数据和信息。

例如，它可以在不同的天气条件下对某一地区进行照片测量，以获取更准确地地形图数据。

除此之外，无人机还可以对城市公共交通建设、城市绿化等方面进行辅助工作，提高建设效率。

四、无人机在城市环境中的应用1. 空气质量监测无人机可以使用气体传感器来检测空气污染物的浓度和分布。

这项任务对于城市空气质量的监测和改善有着至关重要的作用。

DARPA公布无人机集群与无人车协同作战测试视频
美国国防高级研究计划局(DARPA)正在测试自主无人机集群与无人地面车在军事任务中的协同能力。

最近公布的一段测试视频显示，DARPA展示了该系统如何通过分析两个街区，找到、包围并保护一座模拟城市建筑的能力。

自主无人机集群与无人地面车协同作战测试视频
据了解，该测试早在今年6月于乔治亚州进行，是DARPA OFFSET（进攻性集群战术）项目的一部分，也是计划进行的6次测试中的第二次。

DARPA表示，随着未来陆续测试，其复杂性也将会增加。

虽然单独一架无人机也能发挥作用，如果不想被敌方看到，无人机集群更难被消灭。

DARPA认为，无人机集群有助于应对复杂的城市环境，因为城市环境中很难看清远距离目标，无人机集群可提供对目标周围环境的侦察。

图飞行中的无人机集群与地面移动的无人车
DARPA的另一个项目Sqaud X项目允许战场上的士兵在AI、无人机和无人车的帮助下收集大量战场环境信息。

与此同时，美国陆军也开始在步兵部队测试无人机集群。

无人机集群的优势是双向的，据了解，美国军方最近一直在研究消灭敌方无人机集群的方法。

今年6月，美国空军展示了一种名为THOR的反无人机设备，这种微波发射器能击落无人机集群。

解人机协同难题，最大程度发挥无人系统与人工智能的效能。

重点布局的项目主要包括以下。

用于弹性计划、战术与实验的战略混沌引擎项目　2022年1月启动，寻求开发可获得机器生成策略的分析引擎，能够借助可信仿真环境评估，分析质量应媲美人类的真实战争计划。

支持快速战术执行的空域全式同时遂行远程火力打击、有人/无人机部署等任务。

空战演进项目 2019年6月启动，寻求攻克人机协同空中格斗难题，实现编队中飞行员指挥控制、无人系统自主交战。

该项目将使人类飞行员负责制定整体交战策略、选择目标并确定目标优先次序、决定最佳武器或效应等较高级认知功能；使自主系统负责制马赛克战寻求在自适应跨域杀伤网中，动态规划、优化选择低成本、快反应、高效益的杀伤链弹性组网分布式马赛克通信项目旨在实现长距离高定向通信 空战演进项目跟踪飞机、武器与地面设施。

战演进项目的真正意图是探索建 美军第96测试中队使用F-16战斗机进行金帐汗国智能炸弹测试统开展协同作战，发挥远大于单个系统的作战效能。

典型项目是金帐汗国项目。

2019年6月，美空军宣布灰狼项目将在完成第一阶段后被取消。

美空军会将灰狼项目的经费用于金帐汗国项目，旨在使小直径炸弹、微型空射诱饵弹、联合防区外空地导弹等弹药能够实现协同蜂群式作战。

2021年5月，该项目开展第3轮多弹协同作战实验，6枚协同小直径炸弹组建通信链路，根据地面站信息更新目标优先级，完成多打快速制造技术　2021年1月，兰德公司发布《分布式杀伤链：马赛克战从免疫系统和海军汲取的经验》报告认为，由于马赛克战依赖于大规模小型平台，为快速应对各种潜在威胁，马赛克战需要预先部署大规模部队、快速动员并部署后备部队，或者设置分布式快速生产设施。

马赛克战的快速制造技术应能适应高端战争的作战节奏。

典型项目是无缝壳体项目。

该项目计划建造大型3D打印设备，能够打印最大尺寸达9.1米×6.1米。

无人机在城市规划中的应用技巧与案例分析随着无人机技术的不断发展，无人机在各个领域的应用越来越广泛。

在城市规划中，无人机也发挥着重要的作用。

本文将介绍无人机在城市规划中的应用技巧，并通过案例分析来进一步说明其在城市规划中的重要性。

首先，无人机可以为城市规划提供高精度的数据采集。

无人机配备先进的摄像设备和传感器，可以飞越城市空中进行高清摄影和数据采集。

通过无人机采集的图像和数据，城市规划者可以获取详尽的城市地理信息，包括道路、建筑物、土地利用等。

这些数据可以用于城市发展的分析和决策制定。

例如，在城市规划者制定新的交通路线时，无人机可以提供实时的交通流量数据，帮助规划者更好地了解交通状况，从而做出科学合理的决策。

其次，无人机可以进行三维建模和虚拟仿真。

在城市规划中，三维建模是非常重要的工具。

无人机可以通过飞越城市空中进行三维扫描，将城市的立体化信息反映在模型中。

这样，城市规划者可以通过虚拟仿真来模拟城市的发展变化以及不同规划方案的效果。

通过三维建模和虚拟仿真，城市规划者可以更好地评估不同规划方案的可行性和影响，并作出适当的调整。

例如，无人机可以通过三维扫描获取建筑物的高度和形状信息，根据这些信息进行模拟，以评估新建筑物对城市景观和交通流量的影响。

另外，无人机可以用于城市规划中的环境监测。

环境监测是城市规划过程中的重要环节。

无人机可以携带空气质量传感器、噪声传感器等设备，在不同时间和地点进行环境参数的采集。

通过无人机进行环境监测，可以实时了解城市的环境状况，包括空气质量、噪声水平等，并在必要时采取相应的措施进行调整。

例如，无人机可以在城市中飞行，检测空气质量，帮助城市规划者更好地了解城市的空气质量问题，并制定相应的改善方案，以提高城市居民的生活质量。

最后，无人机还可以用于城市规划中的紧急救援和灾难管理。

城市中的灾难事件和紧急救援活动需要及时而准确的信息。

无人机可以携带红外相机和热成像设备，用于搜索和救援工作。

DARPA研究助推机器人科技发展人工智能和机器人技术在如今的世界中发展迅速，对于人类社会的发展和进步起着越来越重要的作用。

DARPA（美国国防部高级研究计划局）作为美国国防部的科研机构，一直在推动机器人科技的发展，为军事以及民用领域提供创新解决方案。

通过资助和推动研究，DARPA助推了机器人科技的迅猛发展，不断拓展了机器人技术的应用领域。

DARPA致力于研发能够提高军事行动效率和减少人员风险的机器人系统。

在战场上，机器人可以执行危险任务，为士兵提供战场情报和支援，从而减少士兵的伤亡和风险。

例如，DARPA的Autonomous Robotic Manipulation（ARM）计划旨在开发能够进行复杂操作和精密操控的机械手臂。

这种机械手臂可以用于拆除炸弹、执行搜救任务等危险工作，极大地减少了人员的危险程度。

除了在军事领域的应用，DARPA还推动了机器人技术在民用领域的发展。

例如，他们资助了“灾难机器人”项目，旨在开发能够应对灾难和紧急情况的机器人系统。

这些机器人可以在灾区进行搜救、救援和清理工作，极大地提高了救援效率和减少了人员风险。

此外，DARPA还资助了“Autonomous Robotic Teams”项目，旨在开发能够自主合作、协作完成任务的机器人团队。

这些机器人团队可以在工厂、仓库、农场等各个领域中共同工作，提高工作效率和降低成本。

DARPA研究助推机器人科技发展的关键在于创新。

他们支持高风险、高回报的研究项目，致力于突破技术和科学的边界。

通过鼓励科学家、工程师和创业者进行创新研究，他们寻找并支持那些有潜力改变社会和军事领域的突破性技术。

例如，他们资助了开发具有人工智能和自主导航能力的机器人项目，该项目在自主移动、环境感知和任务执行能力上取得了显著突破。

这些创新技术为机器人科技的发展带来了新的可能性，推动了机器人技术的进步。

此外，DARPA还通过举办竞赛和挑战赛的方式推动机器人技术的发展。

美国DARP A无人机集群技术研究进展曾 鹏　花梁修宇　陈军燕　廖龙文经过数十年的发展，现代战争的形态已逐步完成从机械化向信息化的过渡，各军事大国之间的差距逐渐减小。

为保持军事优势，世界主要军事强国将目光转向智能化战争，军事智能在决定未来战争胜负方面扮演愈加关键的角色。

在军事智能的各项指标中，武器装备的自主性无疑是判断“智能”水平的核心指标，其中尤以“集群智能”技术最为突出。

高度自主的智能化集群武器装备可在战斗人员赋予任务后，依靠智能算法自动寻找、识别甚至执行攻击任务，并具备造价低、生存强、效率高等诸多优点。

美军多年前就已经开始着手发展“集群智能”装备，其中具有自主能力的无人机集群技术是其发展的重点。

早在2005年，美国国防部发布的《无人机系统路线图2005-2030》中，将无人机的全自主集群作为最终发展目标。

在2015年9月发布的《空军未来作战概念》顶层战略文件、2016年5月发布的《2016—2036年小型无人机系统飞行规划》中，都提出了无人机集群的作战概念。

在2019年2月12日，美国国防部公布的《2018年国防部人工智能战略摘要》对这一问题再次进行了强调。

美军各研发部门也正在着力发展这一颠覆性技术，以便扩充传统威慑，掌控未来战争局势。

美军国防高级研究计划局（DARPA）作为美军军事装备技术研发的先驱，在无人机集群技术方面也投入了大量精力，并已取得一些初步成果，开展了“小精灵”“拒止环境协同作战”“快速量轻自主”和“集群使能攻击战术”等多个无人机集群研发项目。

“小精灵”项目“小精灵”项目致力于实现无人机集群的空中发射与回收，进而促进空中作战概念的转变。

该项目的作战想定是无人机在没有可靠陆基或海基着陆点时，通过空基（如运输机）平台在防区“拒止环境中的协同作战”项目概念图FLA项目所用的四轴飞行器OFFSET项目软件交互界面面平台的频繁实时试验来展示其技术。

大约每6个月，项目的总体复杂性就需要随着集群大小、空间操作规模和任务持续时间等的增加而不断增长，因此平均每6个月，项目会着力推动某一核心领域技术的发展。

DARPA测试控制200架⽆⼈机的新技术Swarm 语法：DARPA 测试单⽤户能否控制200 架⽆⼈机马克Pomerleau10 ⽉ 5 ⽇承包商诺斯罗普·格鲁曼 (Northrop Grumman) 想将这个 DARPA 集群计划移交给美国陆军。

（诺斯罗普·格鲁曼公司）华盛顿消息：美国国防⾼级研究计划局正在为⼀项重⼤演习做准备，其中计划展⽰⼀个⽤户在城市环境中控制⼤约 200 个⽆⼈系统的群体。

2021年11 ⽉将在肯塔基州坎贝尔堡举⾏的顶级活动是DARPA进攻性群启⽤战术 (OFFSET) 计划的⼀部分，该计划设想较⼩的单位能够在城市地区集结多达 250 个⼩型空中和地⾯⽆⼈系统。

这项⼯作的主要集成商之⼀诺斯罗普格鲁曼公司将寻求测试其技术，该技术允许单个⽤户通过平板电脑控制 200 辆⽆⼈机。

Raytheon Technologies 是此次演习的另⼀个关键参与者。

诺斯罗普新兴能⼒开发⾼级技术项⽬经理 Erin Cherry 在接受 C4ISRNET 采访时表⽰，在之前的活动中，两家公司成功展⽰了⼀名操作员可以控制 100 多辆⽆⼈机。

Northrop 的开放式架构系统被称为快速集成群⽣态系统，允许操作员在平板电脑上绘制草图，告诉⽆⼈系统执⾏特定任务。

Cherry 将其描述为“集群语法”。

可以有预先计划或⽤户定义的集群语法，并且每个活动可能意味着基于该集群语法的不同内容。

例如，她说，⽤户可以在平板电脑上圈出⼀座建筑物，告诉⽆⼈系统聚集在该结构上。

或者⽤户可以在⽬标上画⼀个问号，这表⽰基于预先确定的群体语法的特定任务，她补充道。

⽬前，该计划主要侧重于向群体分配情报收集任务，但 Cherry 还描述了使⽤⽆⼈系统来压倒对⼿的情况。

“⽼实说，天空才是这⾥的极限。

在 OFFSET ⽅⾯，我们真的试图尽可能⼴泛，”她如此表⽰。

然后，这些系统可以通过平板电脑将数据传回给操作⼈员。

Cherry 还指出，在某些情况下，⼯程师在现场演⽰了⼀个⼆级操作⼈员控制⼀个较⼩的群体⼦集的场景。

无人机技术在城市规划中的应用与研究方法随着科技的不断进步与社会的发展，无人机技术已逐渐进入人们的视野，并在各个领域得到广泛应用。

其中，无人机在城市规划中的应用具有重要意义，可以为城市规划师和决策者提供全方位、高分辨率的数据和信息，帮助其做出更准确、更科学的决策。

本文将探讨无人机技术在城市规划中的应用领域，并介绍一些研究方法。

无人机技术在城市规划中的应用主要分为以下几个方面：城市规划实地调查、地理信息系统（GIS）数据采集与处理、环境评估与监测、城市可持续性评估以及城市设计。

首先，在城市规划实地调查中，无人机技术可以代替传统的人工实地勘测，通过航拍照片和视频，快速准确地获取大规模区域的地形地貌信息，帮助规划师了解城市的空间分布、交通状况等情况。

同时，无人机还可以搭载各种传感器，如激光雷达、热成像仪等，获取更详细的地理数据，如地形高程、地下管线、建筑物高度等，从而为规划师提供更全面的信息。

其次，无人机技术在GIS数据采集与处理方面具有巨大优势。

传统的数据采集和处理需要大量的人力物力，而无人机可以通过航拍全景照片和视频，可以捕捉到城市中的各种信息，并且可以通过图像处理和摄影测量学的方法，将无人机采集到的数据转化为几何和空间信息，进而建立精确的数字化地图。

这为规划师提供了高效、经济的手段，帮助其更好地分析和处理数据。

环境评估与监测是城市规划中一个重要的方面，无人机技术可以为城市规划师提供高空视角，帮助评估城市环境的质量和健康状况。

无人机可以通过搭载气体传感器、热成像仪等设备，实时监测城市中的污染物浓度、热岛效应等环境指标，并将数据传输至地面控制中心进行分析和评估。

这些信息有助于规划师更好地理解城市环境问题，并在城市规划时进行科学决策。

城市可持续性评估是城市规划中不可或缺的一环，无人机技术可以为可持续性评估提供数据支撑。

无人机可以进行空中巡查，捕捉到城市中不同区域的绿地覆盖率、建筑物利用率、土地利用状况等数据，并通过遥感技术和数据分析方法，对城市的可持续性进行评估。

DARPA地面无人车辆技术超级挑战赛的发展和启示导读：随着科学技术的发展和现代战争的需求，地面无人车辆已成为陆军军事装备自动化、无人化、智能化的发展方向之一。

发展无人地面车辆，能够为作战部队实现广泛的增益，包括增强态势感知能力、减轻士兵负重与侦查负荷、增加后勤配送效率、增强部队机动能力等。

最终的目的是保护和提升军力。

国外军事研究机构对UGV的技术发展做了大量研究，本文介绍了近年来美国国防高级研究计划局（DARPA）地面无人车辆超级挑战赛的发展情况。

一、三次无人车辆超级挑战赛超级挑战赛（Grand Challenge）是美国国防高级研究计划局（DARPA）组织的一项无人车辆技术业内顶级比赛。

超级挑战赛旨在促进（能够在有限时间内完成大量非常规路线的）全自动越野无人车所需技术的开发。

该系列挑战赛迄今已经举行了多次，包括2004年的超级挑战赛、2005的超级挑战赛、2007年的城市挑战赛（DARPA Urban Challenge）、2012年机器人挑战赛（DARPA Robotics Challenge），以及最近的挑战赛——2013年的“快速适应型下一代地面车辆传动技术”（英文简写为FANG）大赛。

第一场挑战赛于2004年3月13日在美国莫哈韦沙漠地区举行，参赛车辆沿着150英里（240公里）的路线沿着15号公路从加利福尼亚巴斯托行驶到加利福尼亚内华达边境。

当年没有任何一台机器人车辆完成这条路线。

卡内基梅隆大学的红队和它们的赛车Sandstorm （改装的悍马车）走了最远的距离，完成了11.78公里（7.32英里）的路线。

2004年没有宣布获胜者，也没有给予现金奖励。

2004年的参赛车辆：从左上方顺时针方向：来自Axion Racing 的吉普大切诺基；来自Carnegie Mellon红队的一辆精简悍马车“SandStorm”；来自TerraMax团队的奥什科什军用卡车；来自帕洛斯佛得角高中的Acura SUV，“Doom Buggy”。

无人机技术在城市规划中的应用探究随着城市化进程的不断加快，城市规划成为关注的热点话题之一。

传统的城市规划往往需要大量的时间、人力及物力成本，而现代科技的发展，尤其是无人机技术的应用，极大地提高了城市规划的效率，为城市规划带来了前所未有的创新和变革。

一、无人机技术在城市规划中的应用无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）是一种通过遥控器、计算机或自动化设备等手段指挥的机器人。

随着科技的进步，无人机技术已经越来越成熟，其应用场景也越来越广泛。

在城市规划中，无人机主要应用在以下几个方面：1. 摄影测绘：无人机搭载摄像头可以实现俯瞰式拍摄，得到城市各个角落、地区的高清晰度照片、视频和地形数据。

这种俯瞰角度可以完全展示城市的风貌，对于城市规划师来说是非常有价值的数据。

2. 空中悬浮：一些大型城市规划研究中心或大型建筑物开展工程建设时，必须要了解到现场地形的细节。

这时，无人机就可以在空中悬浮，高度认知城市模型的各个细节，可视范围包括建筑物、道路、广场、花园等。

3. 景象实时监控：无人机的应用之一是协助城市规划改善城市公共空间。

通过无人机实时监测城市公园、广场、道路等区域，及时协助城市管理部门处置违法行为，维护市容市貌，净化公共环境。

二、无人机技术在城市规划中的优点相比传统手工勘测，无人机技术在城市规划中具有以下几个优点：1. 可以迅速实施多角度拍摄，同时捕捉任何由于物理限制而难以获取的数据。

2. 支持制定针对性规划策略。

通过地图中的三维纹理，城市规划师可以更直观地使用相应技术，绘制预测模型和分析。

3. 较低的成本：采用传统的勘测方法需要大量的人力和物力成本，无人机技术使用无人机拍摄可以大大降低成本。

4. 可用性广泛：无人机技术具有非常广泛的使用性。

城市规划师可以利用这些技术来协助进行土地利用分析、3D建模和构建精确定位图像等方面。

三、无人机技术在城市规划中的不足虽然无人机技术在城市规划领域应用具有广泛的优势，但是其也存在一定的局限性。

DARPA“快速轻量自主”项目推进无人系统自主能力发展美国国防预先研究计划局（DARPA）开展的“快速轻量自主”（FLA）项目旨在开发一种新的导航、感知、规划和控制算法，使无人系统能够在未知、杂乱的环境中实现自主、高速飞行。

本文首先从研究背景、目标和技术定位等方面概述了项目的基本情况；然后重点介绍了项目的两项关键技术，导航与感知（视觉惯性测距技术、多层映射技术、机器学习技术），规划与控制（3D反馈运动基元、2D全局规划器）；最后结合项目具体试验成果，展望未来发展趋势，认为FLA项目可以大幅提升无人机的自主能力，扩展无人机的应用场景，推进分布式协同作战能力的形成，项目成果有良好的可扩展性和极大应用价值。

01引言目前，美国在执行紧急监视侦察任务方面的能力存在不足：军队在复杂环境中执行危险的巡逻任务时或救援队开展灾难营救行动时经常使用无人机搜集数据来进行态势感知，执行队员可以在安全区域远程监控进展，但是需要了解建筑物内部的情况时（墙壁、门和杂乱的空间使无人机操控变得困难），仍需人员进入，而这通常会使美国军人或救援队员处于危险之中。

美国国防预先研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的“ 快速轻量自主”（Fast Lightweight Autonomy，FLA）项目旨在开发一种新的导航、感知、规划和控制算法，使无人系统能够在未知、杂乱的环境中实现自主、高速飞行。

将这一新技术集成在小型四旋翼无人机上，该项目将展示敏捷的飞行能力，使飞行器在没有外部通信或GPS导航的情况下，以高达20m/s的速度在未知的室内/室外环境中自主感知和飞行。

02项目概况2015 年，DARPA启动FLA项目，通过研究非传统感知和自主方法，为不确定环境中的高速无人机进行导航，使小型无人机借助自身携带的各种传感器，在杂乱无章的建筑物内和障碍遍布的环境下自主完成任务。

OFFSET项目进展：城市突袭战术演示验证
DARPA近日公布了OFFSET项目的最新进展，在第三次现场试验中，研究人员将集群战术与人-集群编组技术进行了集成。

在本次外场试验中，部署无人机集群和地面无人车集群测试城市突袭作战。

OFFSET项目预期在典型的城市地形条件下（视线有限、空间狭窄、威胁不明、机动与通讯能力限制），实现最多250架规模的自主无人系统集群进行协同作战。

试验在密西西比州谢尔比营联合部队训练中心的联合兵种集体训练设施（CACTF）中进行。

面向城市突袭作战想定，集群系统集成研究团队针对DARPA设计的任务，在空中和地面部署集群装备，在建筑物内搜索模拟目标。

OFFSET项目本阶段的任务是在城市作战区域搜集情报信息，在试验场景中，将AprilT ags二维码放置在建筑物内部、屋顶及城市环境中模拟目标，集群采集这些信息后，由人类指挥员自主选择其团队开发的集群战术对这些建筑物进行隔离和保护。

通常还需要划分出单独的子群来维持态势感知并继续观察周围的环境。

复杂的场景旨在激发大型异构无人系统集群的动态部署，执行多样化的任务。

本次试验的参试团队集成了新颖的人-集群交互方式和界面模式以增强人与人、人与集群系统之间的合作能力，操作员可以使用手势交
互或触觉触摸来指挥无人集群系统。