自动驾驶仿真技术在军事领域的应用主要是支撑"人-装备-环境-决策"的复杂体系,并且已成为军事训练、装备研发和作战指挥的关键环节,通过构建高精度虚拟战场环境,实现对复杂军事场景的低成本、高安全模拟。随着人工智能、量子计算和数字孪生等技术的融合,军事自动驾驶仿真正向智能化、网络化和沉浸式体验方向演进,为未来智能化战争提供重要技术基础。

一、军事自动驾驶仿真技术的核心模块与原理

军事自动驾驶仿真系统由多个核心模块构成,形成了完整的仿真技术体系。环境感知模块是系统的基础,通过摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器模拟军事车辆在战场环境中的感知能力。与民用系统不同,军事环境感知模块还需整合探地雷达(GPR)等特殊传感器,以应对复杂地形和电磁干扰情况。例如,美国WaveSense公司开发的GPR技术,能扫描车辆下方3米内的地下情况,与预先收集的地层数据对比,实现厘米级定位精度,即使在恶劣天气下也能保持稳定性能。

 

决策规划模块是仿真系统的"大脑",负责整合战场态势、敌情情报和环境数据,生成最优作战路径和战术决策。军事决策规划模块需考虑多兵种协同、动态威胁规避和资源优化分配等因素,比民用系统复杂得多。美国陆军的"融合项目"(Project Convergence)通过AI网络实现多平台实时数据共享与协同决策,使无人系统能够自主协调,比人类操作员反应更快。

 

控制执行模块负责将决策转化为具体动作,包括车辆转向、制动和加速等。军事控制执行模块需适应极端工况,如高速越野、复杂地形和电磁干扰环境。该模块通常采用六自由度运动平台和真车模型改造方案,模拟车辆在不同地形下的运动状态。

 

军事自动驾驶仿真系统的核心技术原理包括多物理场耦合建模、分布式交互仿真和数字孪生技术。多物理场耦合建模整合了电磁、气象、地理等环境参数,构建高精度战场环境模型,支持复杂电磁干扰与自动驾驶车辆动力学的联合仿真。例如,美国DARPA的战场电磁环境仿真平台基于三维数字地球技术,融合辐射源和电波传播模型,实现电磁环境的空间分布计算和可视化显示。

分布式交互仿真(DIS/HLA)技术使多兵种、跨平台协同演练成为可能,如北约的联合战区级仿真系统(JTLS)支持陆海空天节点的整合。数字孪生技术则通过构建装备和战场的虚拟映射,实现虚实交互的实时测试。例如,美国海军利用宙斯盾系统的核心硬件数字孪生,在导弹驱逐舰上成功发射并命中目标,极大提升了武器系统的研发效率  。

二、军事自动驾驶仿真技术的应用场景

军事自动驾驶仿真技术在训练、测试和决策支持三个主要场景中发挥着重要作用。在军事训练场景中,仿真系统能够模拟各种战场环境和突发状况,为士兵和指挥员提供接近实战的训练体验。美国陆军正在实施"融合项目",通过虚拟现实模拟技术,士兵可以戴上VR头盔,置身于超逼真的战场环境,包括人工智能驱动的敌军、平民旁观者和动态天气模式。这种安全而身临其境的方法可以磨练士兵的决策技能和反应速度,而不会危及生命或消耗昂贵的弹药。

中国军用汽车驾驶训练系统采用分层架构设计,包括表现层、逻辑层和基础服务层,为驾驶员提供全方位的训练体验。系统硬件设备主要由高性能计算机、驾驶舱总成、体感仿真平台、视景仿真设备、网络支持设备和供电支持设备等组成,能够模拟加减速、上下坡、撞击等运动姿态。视景仿真设备由4块高清显示屏组成,模拟驾驶员正向视角和侧向视角及倒车镜视角,提供高度逼真的战场环境。

装备测试场景中,军事自动驾驶仿真系统能够验证武器装备在各种极端条件下的性能表现。测试方法通常分为模型在环(MIL)、软件在环(SIL)、硬件在环(HIL)、驾驶员在环(DIL)和车辆在环(VIL)五个层级,形成完整的测试验证闭环。例如,美军在2025年进行的"联合反导演习"中,通过仿真系统测试了AN/SPY-1D相控阵雷达在电磁脉冲(HPM)攻击下的表现,发现其接收机前端在遭遇高功率电磁脉冲时会出现"雪花屏"现象,导致导弹轨迹跟踪系统完全失效。

军用车辆的电磁兼容性测试遵循MIL-STD-461G标准,包括传导发射、辐射发射和传导/辐射抗扰度等测试项目。例如,在军用车辆自动驾驶系统测试中,需确保在强电磁场环境中(如战场密集电磁信号)能维持核心功能,不出现误动作或永久性损坏。测试实施步骤包括确认被测整车类型、设定射频场强辐照环境参数、设定整车测试状态及位置、校准场强、进行抗干扰测试并记录结果等。

决策支持场景中,军事自动驾驶仿真系统能够辅助指挥员进行战场态势分析、敌情预测和作战方案优化。生成式人工智能技术正被应用于军事自动驾驶仿真,可生成各种可能的作战场景,包括那些在现实环境中难以复制或者成本高昂的场景。例如,2025年美军使用的AI驱动决策支持系统能够根据关键词或具体要求拟制相应的军用文书,并以数据图表、态势图像等方式形象地展示,辅助指挥官做出战术决策。

三、军事自动驾驶仿真技术的最新发展

2025年军事自动驾驶仿真技术呈现出几个显著的发展趋势。首先是生成式AI的广泛应用。生成式AI技术被用于军事自动驾驶仿真中的场景生成和决策优化。例如,美国陆军的AI驱动训练系统能够根据士兵个人表现指标为每位士兵量身定制训练方案,提供个性化反馈和自动分析,大幅提高训练效果。

其次是量子计算与仿真技术的融合。量子计算以其超强算力水平,正被应用于军事自动驾驶仿真。量子计算机能够模拟复杂的作战场景,包括多军种协同作战、战场环境变化等,并将"观察—判断—决策—行动"(OODA)的作战循环周期大幅压缩,实现发现即秒杀。例如,美国谷歌公司使用53量子比特的量子处理器"Sycamore"运行"随机线路采样",用约200秒的时间进行了100万次采样,而使用世界排名第一的超级计算机Summit则需要1万年。

第三是数字孪生技术的深度应用。数字孪生技术通过构建装备和战场的虚拟映射,实现虚实交互的实时测试。例如,以色列Cognata公司结合现实世界的汽车实体与等效的虚拟模型,采用3层(静态层、动态层和传感层)技术构建虚拟孪生的世界,验证自动驾驶汽车的安全性。

第四是硬件在环测试技术的成熟。硬件在环测试(HIL)技术能够确保自动驾驶系统在极端条件下的可靠性。

 

说明:报告内容由作者与AI合作编写,仅供参考。

 

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