第一篇：地鐵無人駕駛系統關鍵技術探討

地鐵無人駕駛系統及關注的主要問題

2008年7月16日

地鐵無人駕駛系統及關注的主要問題

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目錄 2 3 簡介..................................................................................................................................................................................3 基于CBTC的無人駕駛系統一般主要有以下運營模式：..........................................................................................3 相比傳統的CBTC有人駕駛系統，無人駕駛系統有其特定的功能..........................................................................4 3.1 列車的自動喚醒和休眠...........................................................................................................................................4 3.1.1 喚醒..................................................................................................................................................................4 3.1.2 休眠..................................................................................................................................................................4 3.2 駕駛室的自動切換功能...........................................................................................................................................4 3.3 車門/屏蔽門控制功能.............................................................................................................................................4 3.3.1 屏蔽門故障應對..............................................................................................................................................5 3.3.2 列車門故障應對..............................................................................................................................................5 3.3.3 人工開、關門..................................................................................................................................................5 3.4 站臺停車位置調整..................................................................................................................................................5 3.5 蠕動模式..................................................................................................................................................................6 3.6 強制有人駕駛模式（ATPM）...............................................................................................................................6 4 關注的主要問題..............................................................................................................................................................6 4.1 相比于傳統的停車場功能，無人駕駛系統需要對停車場實現全自動停車場的管理功能...............................6 4.2 相比于傳統的有人駕駛系統，無人駕駛系統一般需要考慮以下幾個方面活動...............................................7 4.2.1 在列車上需配備以下系統應用于無人駕駛：...............................................................................................7 4.2.2 在車站將需配備以下系統應用于無人駕駛：...............................................................................................8 4.3 救援模式................................................................................................................................................................10 4.3.1 列車可移動....................................................................................................................................................10 4.3.2 列車不可移動................................................................................................................................................10 4.4 工作人員的防護....................................................................................................................................................10 4.5 運營方案以及其它輔助支持系統的研究.............................................................................................................10

地鐵無人駕駛系統及關注的主要問題

2/11 1 簡介

無人駕駛系統是將列車駕駛員執行的工作完全自動化的、高度集中控制的列車控制系統。無人駕駛系統具備列車自動喚醒啟動和休眠、自動出入停車場、自動清洗、自動運行、自動停車、自動控制車門上下客等功能；并具有正常運營、降級運營等運營模式。

無人駕駛系統在世界上多個城市的軌道交通中得到了應用，并成功應用于大運量軌道交通中。

哥本哈根、巴黎、溫哥華、新加坡等城市的無人駕駛系統已投入運營，目前國外也有越來越多的城市在建設無人駕駛系統。無人駕駛系統是一項成熟的技術，在設計、施工、車輛與機電設備及系統集成等方面均已取得豐富經驗。

無人駕駛系統代表了目前軌道交通現代化的最先進技術，它不僅提高了列車運行的安全性能，而且與傳統地鐵相比，其系統的旅行速度大約提高了10％，在交通服務的供給方面具有很強的適應性和靈活性，有效保證了運營的準點性和舒適性，極大地改善了交通系統的服務質量。作為先進的客運交通系統，將引導現代城市軌道交通發展趨勢。基于CBTC的無人駕駛系統一般主要有以下運營模式：

? AM模式：無人駕駛模式；

? AMC模式：有人自動駕駛模式（傳統的CBTC系統自動駕駛模式，同一階段AM和AMC只有一個有效）；

? 人工駕駛模式：ATPM、RM和BY旁路模式； ? 蠕動模式；

AM模式

在正常運營條件下，所有列車將運行在無人自動駕駛模式下。

AMC控制模式

該模式是完全自動模式但是車上有司機。ATP和ATO完成與AM模式中相同的功能。唯一的區別在于：當ATO收到發車命令準備觸發時，ATO在DDU上顯示一個告警信息，通知司機按壓駕駛臺上的啟動按鈕。人工駕駛模式

由司機人工駕駛列車運行，在人工模式下，當DDU上出現準備好的指示后，由駕駛員執行相應的操作。

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3/11 蠕動模式的控制

只有當正線區間運行的列車，在AM模式下，列車的牽引/制動信號控制均出現故障時進行蠕動模式CPM，列車停車后才能啟動CPM。

OCC操作員應確認并人工啟動CPM模式。在該模式下，列車的運行速度小于20 kph 且牽引/制動通過列車線路控制。由ATP對CPM模式下的列車運行速度進行監控并在超速時應用緊急制動。相比傳統的CBTC有人駕駛系統，無人駕駛系統有其特定的功能 3.1 列車的自動喚醒和休眠 3.1.1 喚醒

每天運營開始前或插入列車時，根據時刻表，信號系統給每列列車自動分配識別號，當兩端的駕駛室都選擇AM模式（在其它模式下，需人工觸發喚醒程序），在即將接近列車發車時，ATS將自動給列車發送喚醒指令，列車接收到喚醒指令后，將執行車載各子系統的啟動、自檢和靜態測試。所有喚醒程序結束，TMS將向信號系統報告列車狀態(成功或是故障代碼序列)列車的喚醒過程及喚醒工況，如果喚醒不成功，將給OCC調度員提示相應的故障信息，如果列車喚醒成功，則列車可以插入運營，等待信號系統發送新的指令。

在任何時候，OCC調度員可遠程人工喚醒列車。3.1.2 休眠

根據時刻表，列車服務行程結束后，列車駛入停車場庫線或正線存車線并停穩后，為了節省能源和保養設備，系統將自動啟動休眠程序，在休眠前，信號系統將給車輛維護系統發送提示信息，使其確認是否需下載車輛維護信息，在給定時間后，車輛關閉相應的車載子系統，進入休眠狀態，僅保持喚醒部分設備持續工作。3.2 駕駛室的自動切換功能

在列車折返時，應根據移動授權的方向，自動確定運行方向，并自動激活/關閉相應的駕駛端，實現駕駛室的轉換。駕駛室的轉換不能引起任何數據的丟失，如列車門的狀態/控制數據，列車的狀態等。

列車在站臺進行駕駛端轉換時，車門和屏蔽門保持開啟狀態，列車在折返線等非站臺區進行駕駛端轉換時，車門保持關閉狀態。3.3 車門/屏蔽門控制功能

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4/11 除了傳統的系統車門/屏蔽門控制（如聯動，開&關門外），還有以下應用于無人駕駛系統的故障應對功能和人工介入操作。3.3.1 屏蔽門故障應對

對于個別的屏蔽門故障，應人工將故障屏蔽門關閉并鎖定，屏蔽門系統應向信號系統報告被鎖定的屏蔽門的位置（包括站臺號或門編號），在列車到達該站臺前，信號系統將故障屏蔽門的位置發送給列車，列車將電氣隔離對應的車門，使其在該站停站時不參與開、關門動作，同時車載廣播通知系統通知乘客。3.3.2 列車門故障應對

對于個別車門開門故障，車輛應自動將故障車門關閉并鎖定；對于車門關門故障，應人工將故障車門關閉并鎖定。車輛應向信號系統報告被鎖定的車門的位置（門編號）。在門故障的列車到達每個車站前，信號系統向該站的屏蔽門系統發送相關信息，由屏蔽門系統電氣隔離相對應的屏蔽門，使其在該列車停站時不參與開、關門動作。同時通過車載廣播系統通知乘客。3.3.3 人工開、關門

在列車停站期間，可通過ATS工作站、屏蔽門站臺控制盒內的開關，來人工開/關車門、屏蔽門（主要應對人工清除車門或屏蔽門所夾物體，或是不明原因的車門、屏蔽門動作不正常情況。）。信號聯鎖系統接收人工開/關車門、屏蔽門命令（屏蔽門不直接接收該命令，與屏蔽門沒有接口），并檢查開、關門條件成立后，才可向車輛（通過車載ATC）、屏蔽門發送該命令。

3.4 站臺停車位置調整

信號系統將控制正線服務的列車執行預設的停站程序。除非信號系統發出跳停的命令，否則列車會在每個站都停車。

當列車未停在規定的停車點(±500mm)內時，ATO將自動進行站停位置調整。若列車沒完全駛入站臺停車，ATO系統將再次啟動列車緩慢跳躍式調整(jog)前進，直至對位。若列車越過了站臺但不超過5米的范圍內，列車同樣緩慢跳躍式調整后退來對位站臺。

若列車越過站臺超過5米限制或在給定次數之內還是未停準，則列車將直接自動啟動駛到下一個車站（如果前方進路允許）而跳停本站。并生成一個警告發送至OCC，同時啟動廣播向列車上的旅客播送通知。

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5/11 3.5 蠕動模式

當列車運行在正線區間時，通過ATO發送的牽引/制動均故障，將采用蠕動（CPM）模式。控制中心的行車調度員將確認并人工啟動蠕動模式。在該模式下，列車以低于20km速度行使，牽引/制動通過列車數據線控制。在CPM模式下ATP將保持監督列車速度，超速時將啟動緊急制動。蠕動模式只能在列車停車后才會啟動。

當列車在行進過程中誤啟動蠕動模式，如果信號-車輛控制線有效，車輛應不考慮蠕動模式控制，并向行車調度員發送告警。

當列車進入站臺停車后，司機上車，人工駕駛列車對位停車，引導乘客上下車。3.6 強制有人駕駛模式（ATPM）

OCC調度員可以通過工作站設置對特定區段或特定列車強制執行ATPM模式，取消其無人駕駛模式（AM）。特定的區段必須自站臺邊緣開始，列車停在該區段前的車站站臺時被強制進入ATPM模式。對于特定的列車，強制ATPM模式應使列車保持停止狀態。對于強制的ATPM區段，OCC調度員可以要求復位，對于強制ATPM的列車，需由司機人工復位。4 待討論的課題

4.1 相比于傳統的停車場功能，無人駕駛系統需要對停車場實現全自動停車場的管理功能

為了實現全線無人駕駛的需要，需配置全自動停車場，列車運行有ATP防護，全自動運行區域列車能以AM方式運行。

整個停車場納入信號系統監控。正線服務的列車自“喚醒”至“休眠”須全部納入時刻表管理與控制。

停車場ATC系統功能與正線一致。停車場區域列車限速為20km/h，停車線停車時，保證列車間或列車至車擋的距離不大于3m。

全自動運行停車區域被分成若干防護分區，各防護分區入口須設SPKS開關，停車場信號系統須為各分區建立邏輯防護，當SPKS被激活時，該區域被封鎖，禁止該分區的列車移動，該分區也不能接、發車或調車。

在正常情況下，在停車場全自動運行區域內，列車自動運行。OCC調度員或本地調度員也可人工介入指揮列車運行。

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6/11 停車場進路命令應由信號系統自動生成，調度人員通過停車場工作站，為每一運營服務周期確定列車，建立列車與時刻表的對應關系。根據確定的規則，時刻表應觸發列車“喚醒”，同樣時刻表也應適時觸發該車的出場進路。停車場信號系統根據進路命令，為列車建立進路，并將移動授權傳送到車載ATC。車載ATC根據移動授權，由時刻表出場時間觸發列車啟動。

調度員應預先為停止正線服務的每一列車人工或是由ATS系統根據下一個列車計劃，自動確定列車的存放點，并存入列車號與存放點對應表中。當處于“停止正線服務”工況的列車運行到預定的轉換軌時，ATS根據列車號自動觸發進路，列車須能直接運行到指定的存車點。4.2 相比于傳統的有人駕駛系統，無人駕駛系統一般需要考慮以下幾個方面活動

配備綜合監控系統ISCS，將車站內所有影響到行車作業或安全相關的子系統信息集成到OCC綜合處理系統顯示，方便OCC操作員對于全線及各車站的調度指揮。

4.2.1 在列車上必須配備以下主要系統應用于無人駕駛：

? 列車上配備有火/煙霧檢測器； ? 車載乘客廣播信息設備：

? 在AM模式下時，播放計劃的乘客通知。

? 在人工模式下，駕駛員可以現場進行廣播。OCC操作員也可從AV控制臺進行人工廣播。

? 乘客對講系統。對講設備由乘客按下位于車門位置的乘客呼叫按鈕激活或由緊急手柄激活。乘客對講系統允許乘客請求與OCC操作員的通信。? 車載CCTV攝像機：

? 每節車廂內設2～4 臺固定式攝像機，監視車廂內的情況，? 車頭/尾各設1 臺固定式攝像機，監視車廂外的情況。提供軌道和隧道內的圖像，為緊急疏散或列車故障時提供隧道信息。

? 視頻圖象信息通過專用的無線通道送給OCC或備用OCC。? 列車緊急逃生門：

? 每個駕駛室配備有緊急逃生門，以供在緊急事件時乘客逃生。當列車因故障停在隧道里時，不能通過另一列列車及時救援時，可通過列車緊急逃生門執行乘客疏散。

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4.2.2 在車站將需配備以下系統應用于無人駕駛：

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8/11 4.2.2.1 車站廣播

OCC操作員可以通過選擇乘客呼叫點或電梯的廣播使用“選擇呼叫”命令。

OCC廣播：運營信息或緊急信息。該信息由OCC的操作員生成或從預錄的信息清單中選擇。OCC操作員選擇通過“選擇目的地”命令，可以向一個或多個車站廣播該信息。

4.2.2.2 乘客導乘（PIS）

車站站臺乘客指示信息可以顯示后續四輛列車的發車時間及后續列車的目的地，引導乘客。

4.2.2.3 屏蔽門

根據需要站臺每側安裝適量的和列車精確對位停車點相對列車各車門的屏蔽門，屏蔽門和列車車門的開關同步。

當其中一扇或幾扇屏蔽門（極少會同時發生）故障而無法打開時，故障信息通過信號系統送給車載系統，列車在進站停車時可以將相對應的列車門保持關閉。同樣的，當列車門故障而無法開啟時，屏蔽門鎖閉相對應的門。以避免給乘客帶來誤導和傷害。

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9/11 屏蔽門系統在站臺的兩頭分別安裝了手動控制設備，在緊急情況時可以人工控制屏蔽門的開關、或隔離屏蔽門系統。

屏蔽門系統安裝了緊急逃生門，從軌道側可以人工推開，從站臺側站臺值班員使用專用鑰匙可以人工開啟。

4.2.2.4 視頻監控（CCTV）系統

車站監控采用基于IP的數字視頻監控系統，監視站廳、站臺信息，并將信息傳送給OCC或備用OCC系統操作員。4.3 救援模式

當列車因故障停在隧道里時，需采取相應的救援措施： 4.3.1 列車可移動

如果車上有多職能工作人員，由其人工駕駛列車到最近站臺，疏散乘客；

如果車上沒有多職能工作人員，需派遣司機到車上，人工駕駛列車到最近站臺，疏散乘客；

4.3.2 列車不可移動

該故障列車可以通過與一列救援車輛或另一列列車聯掛，將故障列車拖到就近站臺，疏散乘客后，將列車移動至下一個存車線或停車場。

當不能通過另一列列車及時救援時，可通過列車緊急逃生門執行乘客疏散: ? 每個駕駛室配備有緊急逃生門，以供在緊急事件時乘客逃生。

? 緊急逃生門能通過在列車內激活列車的緊急手柄才能打開，工作人員也能通過鑰匙從外面打開。4.4 工作人員的防護

在無人駕駛系統中，對進入軌道的工作人員的安全防護也是至關重要的，為了防止無人駕駛列車進入工作區，正線通向隧道入口的門禁以及停車場防護分區門禁邊設信號系統的區域封鎖開關(SPKS)。進入隧道、停車場防護分區前，工作人員必須激活門邊的SPKS，封鎖其工作區域。取消該區域內無人駕駛列車的移動授權，禁止AM模式下的列車進入該區域。4.5 運營方案的研究

? 基于無人駕駛系統的運營方案和運營管理是一個嶄新的課題，除了需對信號/車輛/綜合監控ISCS系統等主要系統的研究外，還應從運營籌劃的軟課題的研究上滿足無人駕駛系統的需求。目前在國內還未開通運營，還需借鑒國外的運營經驗，培養專業技術隊伍和多職能維護人員，加強控制中心（OCC）調度員的控制和指揮能力，提升中央集

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10/11 中實時控制的管理水平，為正確使用無人駕駛系統提供管理上的保證。應此，在地鐵無人駕駛系統建設的初期，就應研究制定出適用于國內軌道交通基本運營條件的運營目標、運營計劃、運營功能、運營組織、運營維護和事故與災害處理緊急預案等，并在應用中逐漸完善和成熟。

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第二篇：無人駕駛地鐵的發展

近年來自動化地鐵在全球軌道交通領域口漸升溫、)目前，巴黎、新加坡等城市全自動化地鐵己正式投入運營，還有馬賽、柏林等城市正在將原有的傳統地鐵改造為全自動化地 鐵連接美國曼哈頓和布魯克林的紐約地鐵L號線經過改造，正式啟用自動控制系統迪拜地鐵是阿聯酋投巨資興建的世界上最長的無人駕駛城市快速軌道交通系統、迪拜地鐵有紅、綠、橙、藍四條線路，旨在解決迪拜嚴重的交通擁堵問題、目前城市人口迅速膨脹，據世界鐵路研究所預測，到2016年，全球將有500多個城市的居民超過百萬，地鐵線路口益擁擠帶來的運營安全挑戰成為軌道交通發展的難題、而實現信號和地鐵自動化將有效解決軌道交通網絡飽和的問題，同時有效地提高城市運輸能力、一種全自動的地鐵列車己投入使用。1全自動無人駕駛地鐵

目前無人自動駕駛軌道交通大致可以分為四類:APM(Automated people mover，自動旅客捷運系統)、AutomatedMonorails(自動單軌鐵路)、Automated Metros(自動城市地鐵)以及ART(Advanced Rapid Transit，高級快速公交)、自動城市地鐵系統就是常說的全自動無人駕駛地鐵。

全自動無人駕駛列車系統是將列車駕駛員執行的工作完全自動化、高度集中控制的列車運行系統該系統包括車輛段列車自動喚醒、車站準備、進入正線服務、正線列車運行、折返站折返、退出正線服務、進段、洗車和休眠等作業、列車的啟動、牽引、巡航、惰行和制動，以及車門和屏蔽門的開關;車站和車載廣播等控制都是在無人的狀態下自動運行。

它的自動列車運行系統可以精確地調整列車運行速度，控制加速和制動，進行列車調度管理。而自動列車防護系統可以控制列車速度和安全制動，還可以在車站打開車門等 等。當然自動化地鐵系統的成功實施需要非常小心注意安全問題，嚴格的系統的工程是必不可少的，包括車輛，航管，軌道，供配電，通訊和安全系統，月臺幕門，自動售檢票等許多 子系統。

全自動化地鐵較理想的應用場所是有較大的客流量，并且客流量均衡的短途客運。例如:大型機場中，從總候機大樓到登機的衛星候機樓;大樓展覽館中各場館的聯系;游樂場中各景點的來往;大學校區之間的短途交通等。2我國發展全自動無人駕駛地鐵的必要性 2.1全自動無人駕駛地鐵優勢決定

地鐵自動化系統擁有眾多優勢，在綜合運用多項先進技術的基礎上，可實現列車自動喚醒啟動和休眠、自動出入停車場、自動清洗、自動行駛、自動停車、自動開關車門、故障自 動恢復等功能，并具有常規運行、降級運行、運行中斷等多種運行模式，這些高度自動化功能，能有效增加運能，大大提高了系統效率，節省了人力，而且自動化可以使列車調度更加 靈便，不會與其他舊有路線混雜。例如可以根據高峰和非高峰時段自動調整發車頻率和運行車輛數，在班次延誤或客流高峰時可以多插入一組列車運行;在執行特殊任務時，列車則可以自動不停靠相關車站，并能保持速度不變。無人駕駛地鐵乘坐起來更為穩當，不會有明顯加速和減速的感覺，在起動和制動時乘客不會感到不適。另外，由于特殊的線路走向和站距，列車最高時速可達80公里，從技術方面保障了和提高了運營水平。

當然由于全自動無人駕駛地鐵自動化程度較高，相應減少工作人員。人員的減少，管理費用，培養費用也相對于傳統非自動模式的少，真正意義上起到了節省人力和財力。自動 化地鐵的初期成木會高一些，而隨著后期維護成木的減少，總體運營成木會逐漸降低。尤其隨著勞動力成木的攀升，自動化地鐵的優勢會口漸顯現。正是諸如此類的優勢，全自動無人駕駛地鐵逐步取代傳統的非自動化駕駛模式，也是勢在必行的結果。目前根據位于布魯塞爾的國際公共交通聯合會的預測，全球大約40%的地鐵系統可能將在未來13年內選擇自動化，因此在我國發展全自動無人駕駛地鐵更具有必要和緊迫性.2.2技術發展的必然結果 全自動無人駕駛系統是科學技術發展的產物，無人駕駛系統作為引導城市軌道交通發展趨勢的客運交通系統，具有突出的技術先進性、高度的安全性和可靠性、而全自動無人駕駛地鐵涉及到車輛設計技術、信號和通信技術和集成監控系統技術，上建工程以及由此所產生先進運營管理技術。這些技術的完美結合，使得全自動無人駕駛地鐵，成為交通技術上的一次質的飛躍，它將引導現代城市軌道交通的發展趨勢。正是如此，世界上許多城市地鐵正在將既有的傳統非全自動模式系統改造成這種全自動模式。目前，同國外相比，我國在這方面還有一定的差距。因此，積極采用新的技術，加快發展我國全自動無人駕駛地鐵也是我國提高交通技術水平的需要，是順應軌道交通的發展趨勢。

在我國發展全自動無人駕駛地鐵，是緊跟國際先進技術水平的一種體現。通過發展全自動無人駕駛地鐵，在學習和借鑒中，使得我國技術水平逐步與國際接軌，我國的技術人員技術水平也能得到不斷的提高，從而提高我國城軌交通的整個網絡建設技術水平跟上世界軌道交通建設發展步伐。3問題與對策

在國外，地鐵無人駕駛系統是一項成熟的科技，我國目前無人駕駛地鐵系統也己投入運營，但是中國地鐵無人駕駛還很難與國際接軌。在設計、施工、車廂與機電設備以及系統 集成等方面均存在一定的差距，缺少豐富的經驗。雖然說無人駕駛系統具有高度的安全性和可靠性，但這種可靠性都必須建立在嚴格完善的系統工程之上，我國還待進一步的完善。

就技術上講，世界各國在這方面技術研究上己經積累了多年，具備了豐富的經驗和知識，在工程設計，建設管理、運營管理和維護等方面形成了自身的完善體系，我國應無需置疑地引進國外先進技術，特別是關鍵技術的引進、消化和吸收，通過科技攻關研究最后逐步轉變成適合我國發展的完善理論體系，在這套技術理論的指導下，建設我國的全自動無人駕駛地鐵，全自動無人駕駛地鐵體系工程木身就是復雜的、長期的，需要一個漸變式過程。在建設我國的全自動無人駕駛地鐵過程中，不能一蹴而就。

就安全方面考慮，安全問題是保障全自動無人駕駛地鐵系統長期成功運行的核心，如何進行有效的安全監測和評估是一個至關重要的問題、需要對軌道、信號、電力和牽引供電、廣播和通信、控制中心、車站、車站站臺門、車輛和土建工程等子系統的系統進行安全評估，并對每項檢查、測試和安全驗收的結果，都要求分別提供相關的報告，以作為評估的結果，來確保評估的完整性、真實性和可追溯性、丹麥、德國的無人駕駛地鐵系統均經過數月甚至數年的安全評估才得以正式投入運營，哥木哈根無人駕駛地鐵系統實驗5年才交付使用、可見安全評估的重要性。

【參考文獻】

[1]朱滬生.全自動列車運行系統在上海城市軌道交通工程中的應用[J].城市軌道交通研究,2006.[2]王曰凡.全自動無人駕駛系統:全新理念的城市軌道交通模式[J]城市軌道交通研究,2006.[3]曹炳坤.無人駕駛的地鐵列車[J].交通與運輸,2006.[4]周信.紐約地鐵列車自動管理系統[fJl.鐵道知識，2005.[5]趙華.新加坡地鐵安全管理經驗值得借鑒[fJl.現代職業安全，2009.

第三篇：《無人駕駛》

《無人駕駛》

篇一：2016年超星爾雅《創新中國》答案 完整版

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中國的創新發展軌跡 毛澤東認為近代中國總是落后挨打的原因一個是社會制度腐敗，另外一個是（）。

A、地理位置受限

B、人才稀少

C、資源緊缺

D、經濟技術落后

正確答案：D 2 中國從一個一窮二白的國家變成現在世界第二大科技實力國，得益于三個內在機制，下面不屬于這三個內在機制的是（）。A、資源儲備機制

B、引進創新機制

C、集成創新機制

D、自主創新機制

正確答案：A 3 郭永懷是我國中科院院士，他所從事的研究方向是（）。

A、中微子物理

B、納米科技 C、兩彈一星

D、載人航天

正確答案：C 4 最早提出“落后就要挨打”的是斯大林，他所說的落后指的是綜合國力的落后。（）正確答案：×;5 科教興國戰略是在1995年的全國科技大會上提出來的。（）

正確答案：√ 我國勞動力目前出現了減少的趨勢，導致的后果不包括（）。

A、勞動力成本增加

B、低端制造業轉移到其它國家

C、高端產業回到本國發展

D、制造業利潤增加

正確答案：D 2 在“跟隨時代”，中國對待外來技術的策略不包括（）。

A、引進

B、超越 C、改良

D、消化

正確答案：B 3 中國的發明很多都存在著缺憾，其中勾股弦定理體現的缺憾是（）。

A、無法學習

B、看不見摸不著

C、缺乏理論科學

D、無法應用于實踐

正確答案：C 4 中國用了三十幾年的時間走完了西方國家兩三百年才走完的工業化道路，中國速度受到了西方國家的一致贊揚。（）

正確答案：× 5 中國要克服當前發展的瓶頸，只能選擇發展高端產品。（）正確答案：√

創新是中國強大的基礎 20世紀80年代左右，美國和日本都為經濟發展作了戰略選擇，美國選擇的是（）。

A、勞動密集型產業

B、智能手機

C、機器人技術

D、信息技術

正確答案：D 2 下面能源中能夠為汽車提供動力并具有廣泛應用前景的是（）。

A、潮汐能

B、石墨烯

C、汽油

D、柴油

正確答案：B 3 創造性勞動主要依靠人與人之間的傳遞來獲得，不需要再進一步整合。（）

正確答案：× 4 創新沒有師生之分，大學通識教育可以教會大學生創新的思路和手段。（）正確答案：√

創新源自生生不息的夢想 1 人們對大宇宙的探索包括（）。

A、天體怎么形成的B、人體經脈 C、“我”是怎么來的 D、長生不老

正確答案：A 2 黑格爾說“人死于習慣”，這里習慣指的是（）。

A、系統的觀點

B、笨

C、思路的單調 D、不好的生活習慣

正確答案：C 3 機器人可以幫助人們探索大宇宙，也可以探索小宇宙。（）

正確答案：√

機器人的前世今生 中國古代也有很多關于機器人的發明，其中屬于張衡發明的是（）。

A、飛鳥

B、伶人

C、木牛流馬

D、記里鼓車

正確答案：D 2 阿西莫夫提出了機器人三守則，其中不屬于這三個守則的是（）。

A、不能危害人類

B、絕對服從人類

C、幫助人類處理一切問題

D、保護自身不受傷害

正確答案：C 3 下面體現了機器人最高境界的是（）。

A、機械手

B、人形機器人

C、掃地機器人

D、變形機器人

正確答案：B 4 無人駕駛汽車的決策依據不僅包括交通規則，還包括當時所處的環境。（）正確答案：√ 5 真正被稱為“機器人”的裝置最早出現在1959年。（）

正確答案：×

機器人的創新應用 1 下面哪個動作對機器人來說最難？（）

A、走

B、跑

C、滾

D、跳

正確答案：D 2 未來制造系統中，人與機器人的關系不可能是（）。篇二：中國AOPA無人機培訓

1、官方培訓資格：“無人機系統駕駛員合格證”是由中國民用航空總局授權中國AOPA向經過專業培訓并通過考核的無人機飛手頒發的“駕照”。

2、強大的師資團隊：藍天飛揚與北京航空航天大學無人機所達成戰略合作關系，由陳銘、孫毅、李大偉、馬鐵林等北航教授級名師進行理論授課。邀請中國AOPA執行秘書長、無人機管理辦公室主任、民航局載人機執照考官柯玉寶老師和民航局專家、全國固定翼冠軍段志勇老師作為客座教授為您講解飛行理論。實踐飛行教官團隊，由拍攝過《狼圖騰》、《水脈》等等央視紀錄片的飛手，擁有數十年飛行經驗的教官為您手把手教飛，真正做到全明星陣容授課！

3、專業的教學場地：訓練基地位于北京市昌平十三陵飛人基地，面對十三陵水庫，緊鄰蟒山國家森林公園，依山傍水，環境優美，場地內不僅有無人機訓練，還有滑翔傘、動力傘和三角翼飛行器訓練區域，是飛行愛好者的圣地！

備用場地北京市海淀區狂飆樂園，位于市區西北鳳凰嶺山腳下，周邊服務完善，交通便利。

4、科學的教學模式：采用8+8的教學模式，8天的理論課程加上8天的實踐飛行課程。理論課程每班人數限定在20人左右，實踐課程劃分小班教學，每兩到三名同學配備一名專業教練，確保您的充足訓練時間和針對性提高！

5、業內領先的認證通過率：培訓班目前總體通過率97%，單期最高通過99%，領跑全國。

6、完善的后勤保障：學員飛行實踐期間，因操作失誤產生的設備損壞，不需學員承擔賠償責任。（惡意損壞除外）

三、培訓課程

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1、理論學習：相關民航無人機法規、無人機概述、系統組成及介紹、飛行原理與飛行性能、氣象、空域與起降場、任務規劃、旋翼無人機原理構造啟動布局、無人機駕駛員飛行手冊、空域申請與空管通訊、航線規劃、系統檢查程序、正常飛行程序指揮、應急飛行程序指揮、任務執行指揮等。

課程 1 2 3 訓練內容 無人機概述 系統組成及介紹

無人機駕駛員巡航階段操縱技術

及相關知識

課時 4學時 6學時 6學時

充電設備和電池的使用、無人機系統安全運行管理、應急處置練

習實

6學時6 7 8 無人機裝機調試實踐 無人機遙控裝置設置 飛行原理與性能

氣象

8學時 6學時 8學時 8學時 9 10 交通管制

無人機飛行手冊和其他文檔 合計

6學時 6學時 64學時

2、實踐飛行：模擬飛行訓練、無人機裝機調試實踐、無人機遙控裝置設置、地面站航點航線規劃應急鏈路通訊、起飛與降落訓練、四面懸停、模擬航線飛行、十字航線，矩形航線，圓周航線，定點轉彎訓練、協調轉彎訓練、水平8字，水平360度，發動機失效自旋降落處置、無人飛行器的維修及保養、充電設備和電池的使用、無人機系統安全運行管理、應急處置練習。

課程 1 2 3 4 5 6 7 科目 模擬器訓練

無人機組裝、維修、維護和保養 地面站設置與飛行前準備

起飛與降落訓練 主飛行訓練 緊急情況下的操作指揮

結業考核 合計 地面 8 10 8 帶飛 單飛 總時 8 10 8 6 6 10 8 2 28 28 12 16 14 6 74 2 18 所有培訓接受后，舉行理論和實踐考試，考試合格者將頒發中國民航局下屬AOPA協會頒發的AOPA民用無人駕駛航空器系統駕駛員結業證書及民用無人機駕駛航空器系統駕駛員合格證。

四、報名資格

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1、年滿16歲、無犯罪記錄；能正確讀、聽、說、寫漢語，無影響雙向無線電對話的口音和口吃。

2、有以下情形之一的，不得申請駕駛員合格證：

A、有氣質性心臟病、癲癇病、美尼爾氏癥、眩暈癥、癔病、震顫麻痹、精神病、癡呆以及影響肢體活動的神經系統疾病等妨礙安全飛行疾病的；

B、吸食、注射毒品、長期服用依賴性精神藥品成癮尚未戒除的；

C、法律、行政法規規定的其他情形。

五、報名方式

-------------申請培訓及考試的基本條件

年滿17 周歲；無犯罪記錄(需提供戶籍所在地派出所無犯罪記錄證明)；能正確讀、聽、說、寫漢語，無影響雙向無線電對話的口音和口吃。思維維敏捷,熱衷于無人機的飛行事業。

報名需提供體檢合格證明，有下列情形之一的，不得申請駕駛員合格證:

（一）有器質性心臟病、癲癇病、美尼爾氏癥、眩暈癥、癔病、震顫麻痹、精神病、篇三：揭秘科幻電影里那些已成真的黑科技

揭秘科幻電影里那些已成真的黑科技

加拿大科幻作家羅伯特·索耶說，“沒有什么比科幻電影的預言成真更激動人心了。人人都應該看幾部優秀的科幻電影，這讓我們對未來不再慌張，不再迷惘。”也許，這就是科幻電影的魅力所在，部分故事情節能在若干年后找到現實對照。

和大家重溫下那些預言成真的經典電影，以及照進現實的酷炫科技。

《少數派報告》－－手勢識別技術

故事發生在離我們并不遙遠的未來，2054年的華盛頓特區，謀殺已經消失了。因為在司法部的核心組織中，有一群頂尖的“未來警察”，他們依靠三個具有預測未來能力的先知，制造了一個完善的預防犯罪系統，直到有一天，湯姆·克魯斯飾演的“未來警察”喬恩，發現這個看似完美的預防犯罪系統其實存在漏洞，就在他為此展開調查的時候，突然被牽扯進一起先知預測出的離奇謀殺案中！面對昔日同事的追捕，喬恩踏上了逃亡之旅，而唯一的出路就是找到能證明他清白的那份少數派報告。

片中共出現了481個特效畫面，超越了斯蒂文·斯皮爾伯格繼1977年《第三類接觸》至2002年的所有作品。而這些未來場景并非毫無依據的空想，斯皮爾伯格組織了來自不同領域的精英人士，詳細討論預測了未來50年的社會變革與科技發展進程，大到城市規劃、建筑設計、交通系統，小到電腦操作方式、甚至刷牙的細節，為影迷們展現了一個真實可信的2054。2002年電影上映后，片中湯姆·克魯斯展現的手勢操控虛擬畫面的場景引發熱議，僅在影片上映后的5年，2007年蘋果手機問世，手指多點觸控的技術讓影片中的手指操控變成了現實。2013年，谷歌正式發布手勢識別技術的專利申報書，意圖將利用手勢來完成對汽車的控制。在谷歌列出的可以通過手勢控制的功能清單中，包括地點導航、調整車內溫度、調整車載音樂音量、選擇歌 曲、調整座椅位置及改變巡航控制系統的速度等。司機可在一定區域內進行手勢操作。比如，方向

盤、空調出風口等。另外，車內乘客也可以通過手、胳膊、腿部和頭部等部位做出任何手勢控制。目前專利中預設的手勢包括掃手、輕拍、指向、抓取、聚攏或者擺手等。

《黑鏡》－－記憶芯片

英劇《黑鏡》是充滿諷喻意味的科技倫理迷你劇，編劇查理·布洛克曾對《衛報》這樣解釋片名：“如果科技是一種藥——它確實感覺像藥。那么，究竟什么是它的副作用？這一領域——在愉悅和不適之間——是我的新劇《黑鏡》的定位。“黑鏡”是你在每一面墻，每一張桌，每一個掌上都可以找到的電視、顯示器、智能手機上冰冷的、泛光的屏幕。”

該劇以多個構建于現代科技背景的獨立故事，表達了科技對人性的利用、重構和破壞。“智能眼”算是《黑鏡》里的熟面孔了，《黑鏡》第一季中曾就“記憶芯片”所記錄的內容隱私問題專門做過一集。在《圣誕特別篇》中，它的功能再度升級，不僅可以拍照、拉近視野等，還可以與其他人完全共享自己的視野。

這有點兒像嵌入肉眼的Google Glass。Google Glass是由Google公司于2012年4月發布的一款“拓展現實”眼鏡，這款眼鏡將集智能手機、GPS、相機于一身，在用戶眼前展現實時信息，只要眨眨眼就能拍照上傳、收發短信、查詢天氣路況等操作。用戶無需動手便可上網沖浪或者處理文字信息和電子郵件，同時，戴上這款“拓展現實”眼鏡，用戶可以用自己的聲音控制拍照、視頻通話和辨明方向。

《我，機器人》（機械公敵）－－無人駕駛汽車

故事發生在2035年，在那個機器人已經被普遍應用的年代，芝加哥偵探戴爾·史普納（威爾·史密斯飾）接到命令，去調查一項蹊蹺的兇殺案……戴爾一直對機器人充滿懷疑，經過周密的調查和分析，他發現機器人研究中心的負責人行跡可疑，而最后從研究中心泄露出秘密更加驚人：似乎已經有部分機器人開始不受控制了，它們隨時會轉化成整個人類的“機械公敵”。戴爾結識了專門研究機器人心理的女科學家蘇珊·凱爾雯（碧姬·奈娜漢飾），他們要一起展開對抗機器人的行動，同時應付那些意想不到的危險。

片中威爾·史密斯駕馭的奧迪概念跑車RSQ是由15名奧迪頂尖設計師為該片專門設計研發的超級概念跑車。為一部影片量身設計制作一款車型，這在奧迪歷史上還是第一次，整車充滿科技感和跑車特質，中置引擎、蝶翼式車門，最炫的還是它以球體滾動的設計取代了傳統的車輪移動方式。

在科幻電影中，無人駕駛可謂出盡了風頭，隨著時間的推移與科技的進步，當年的科幻場景正一步步的被現實取代。2014年12月22

日，谷歌推出了首輛全自動無人駕駛汽車樣車。這款汽車沒

有方向盤、油門及剎車踏板和換擋裝置，完全通過軟件和傳感器自動駕駛。2015年3月22日，一輛無人駕駛的奧迪Q5多功能車離開美國西海岸的舊金山金門大橋，前往東海岸紐約，全程約5600千米。這是無人駕駛車首次橫跨美國大陸，截至目前行駛距離最長。目前，奧迪、豐田、奔馳及谷歌等公司都在嘗試無人駕駛車。

《her》－－聊天機器人（微軟小冰/siri）

科幻愛情片《Her》講術了作家西奧多在結束了一段令人心碎的愛情長跑后，愛上了電腦操作系統中的女聲薩曼莎，在與西奧多相識之初，薩曼莎的幽默開朗，情趣相投，讓西奧多頓感相見恨晚。在經歷了與薩曼莎方式奇特的魚水之歡后，對于前妻的眷戀和對以往沖突的反思，尤其是當得知薩曼莎在同時和8316人聊天，其中與641人保持戀愛關系后，他陷入了迷茫與痛苦。

薩曼莎以其強大的計算能力，很快就掌握了西奧多的一切，他幫助西奧多重拾生活信心，西奧多在約會之前，可以通過AI了解到女孩對于美食和顏色的喜好，也可以讓電腦幫你根據兩個人的喜好和位置，找到最適合的約會餐廳，在現實生活中，這些其實已經逐步實現，如今借助第三代微軟小冰也能完成類似的操作。

彩蛋：說這么多，是不是覺得這些黑科技離我們普通人的生活還是有點遠吶，分享個好消息喲，很快大家就可以在容聯的微信公眾號上體驗與機器人機智對答啦，/i***6306/，最新進展請關注容聯云通訊（ID：

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第四篇：無人駕駛車實驗實訓系統技術參數

無人駕駛車實驗實訓系統技術參數

1.車輛結構組成：

★1.車輛采取獨立電機驅動形式，可靈活配置成可設定前驅、后驅、四驅、獨立四驅等各種控制模式；

★2.車輛配置主動轉向系統，轉向電機的扭矩、轉角的精確控制，方便實現主動轉向控制和智能車相關控制實驗；

★3.系統包含差分GPS、慣性導航設備、激光雷達、毫米波雷達、攝像頭等硬件設備。4.感知系統與底層控制系統能夠在硬件上方便連接，軟件上兼容，可實現數據自由交互及擴展程序的開放接口；

5.配備適合放置快速控制原型和GPS、雷達等傳感器的安裝支架； 6.配備急停開關，電機可回饋制動并配獨立的液壓制動確保實驗安全； 7.配備電腦測試用支架，方便實驗員實時觀察數據； 8.加裝5V直流，12V直流，220V交流電源接口；

9.動力電池采用全新原裝電芯，容量120Ah以上，滿足至少100Km的續航里程，帶BMS系統及車載充電機。

2.性能指標：

★1.單個電機額定功率至少10kW（整車額定功率40kw），峰值功率單輪至少15kW（整車峰值功率最少60kw）；

★2.能夠實時提供車輛位置信息、道路信息以及障礙物等信息。

★3.能夠實現車輛自動定位、速度跟蹤、以及軌跡跟蹤、車道保持及自動避撞等功能。4.差分GPS及慣性導航系統：定位精度達到亞米級，定向精度不小于0.5度，采樣更新頻率不小于20Hz，航向精度不小于1°，分辨率不小于0.01°，測量范圍為俯仰 ± 90°,輸出頻率50Hz ；

5.采用velodyne公司 VLP-16或與其同類的激光雷達：測量距離100m，測量角度270°，角度分辨率0.25°(360°/1,440 steps，掃描時間25msec/scan；

6.毫米波雷達：測量距離不小于80m，更新率50msec，距離精度不小于0.5m；

7.前向雙目攝像頭：探測距離100m，識別距離50m，辨認距離30m，垂直運行監視范圍廣，視角度±80°，圖像尺寸: 1920×1080，支持紅外。8.四個車輪均安裝主動式輪速傳感器；

9.安裝前輪轉向角傳感器，可實現精確測量前輪轉角和轉速； 10.懸架處安裝線位移傳感器，記錄懸架行程； 11.帶有防滾架，滿足側翻實驗的安全需要；

3.功能要求： ★1.智能車運動控制、★2.操縱穩定性控制、3.直接橫擺力矩控制、4.防側翻控制、5.車輛參數估計、6.地面附著系數估計、7.車輛狀態估計、8.速度控制、9.驅動防滑控制、10.前輪差動轉向控制、11.前輪差動轉向軌跡跟蹤控制、12.過驅動車輛能量優化控制。

4.質量保證： 1.供貨期90天之內； 2.保修期至少1年；

3.提供軟件培訓服務至少兩次。

第五篇：穩像系統關鍵技術歸納

穩像系統關鍵技術

摘要：隨著光電監視、跟蹤、偵察系統使用要求的不斷提高，對光學圖像的穩定要求也日趨嚴格。圖像不穩定的實質是攝像系統的光軸與目標之間有無效的相對運動，包括平移和角運動，其中相對角運動對圖像的影響尤為嚴重，論述了現在采用的兩類穩像方法，并對新一代的穩像技術——電子學穩像作了概要的介紹，闡述了平臺穩定方法和電子學穩像技術在應用中的技術難點。

關鍵詞：攝像，穩像，瞄準線 引言

圖像穩定技術包括攝像機、導引頭、火控武器的瞄準線等的穩定。用于人眼觀察的攝像系統，圖像的不穩定會使觀察者產生疲勞感，進而容易導致誤判和漏判；對于目標自動識別與跟蹤系統會導致動態跟蹤誤差增大，降低跟蹤目標的能力。引起攝像系統光軸與目標之間的角運動有兩種情況:一種是目標的運動，另一種是載體的運動。通常攝像時目標距離攝像機較遠，因目標運動而造成的相對運動較小；然而載體姿態的變化會完全傳遞給攝像系統的瞄準線，其造成的相對角速度很大。兩者相比，前一個因素可以忽略，所以穩像系統一般都只考慮隔離載體運動。現在使用的方法主要有光學的方法、光學和電子學結合的穩定平臺主動補償方法以及電子學穩像的方法。

在相當程度上，穩像技術就是要隔離外部對攝像機的擾動，最直接的方法是將攝像系統架設在減振裝置上，但是其缺點是減振器只能隔離載體的高頻低幅振動，并且經過減振以后的窄帶隨機振動都在系統的固有頻率附近，若諧振頻率在系統帶寬之內將使圖像始終都在不斷地抖動，所以必須提高系統的剛度，保證系統諧振頻率遠大于系統的帶寬，低頻振動極易使攝像系統丟失目標，解決的方法是采用光學系統的方法或圖像處理的方法。2 光學穩定方法及其存在的問題

光學穩像的方法主要可分為利用折射元件、利用反射元件、利用結構光學元件作為調整元件的系統。根據穩像元件的位置又分為像空間穩像和物空間穩像方法。在平行光路對視線的控制中，常常可以使用以下的幾種方法： 2.1 利用折射元件的方法

使用折射元件的典型方法是利用可變光楔來控制瞄準線的方向，它是由美國 的Dyna-science公司的科技人員最初提出的，根據出射角和入射角之間的關系:

??n????(n?1)?

通過移動或轉動一個角度為?、折射率為n的光楔，使出射光線按近似(n?1)?的角度改變方向來進行像的隨機擾動補償。可變光楔有三種實現方式:1)使用液體光楔；2)利用兩個互補的平凹和平凸的透鏡，當在平衡位置時等效于一個平行光板；3)包括兩個繞額定光軸相反旋轉的固定光楔，兩者的組合運動可達到在錐角內作任一個方向的偏轉，其極限由光楔的折射率與頂角來確定。

這種穩像技術在日本佳能攝像機中得到了應用。采用可變光楔進行穩像的主要缺點可以歸納為以下幾點：

(1)楔形鏡補償只能保證對圖像中一個場點的圖像運動速度進行補償；(2)除零位以外的所有位置由于二級光譜的存在，必須對楔形鏡消色差和消復色差，因此使補償器的結構及制造工藝大為復雜；

(3)只有在平行光束中才存在令人滿意地工作的可能性，結果大大增加了儀器的體積。

這些缺點限制了楔形鏡補償器在高分辨率的光學儀器中，特別是在偵察設備中的使用，但是在振動較小的環境條件下的電視系統中還是得到了應用。2.2 利用反射光學元件的方法

反射光學元件包括單反射鏡、角反射鏡。反射鏡穩定方法是通過適當的轉動一塊、兩塊或多塊透鏡以補償由于穩定誤差的影響而出現的像移，其中慣性穩定的方法得到了相當廣泛的應用，該方法通過陀螺作為敏感元件使其保持空間的穩定，也有采用音叉的方法起傳感器的作用。北京理工大學的谷素梅等研制的雙目望遠鏡就是利用屋脊棱鏡的橫向偏移來穩像的。

反射鏡穩定方式較適合小口徑的光學傳感器系統。要特別注意采用適當的結構設計和光路調整技術，以消除或補償反射鏡和傳感器之間的相對運動。在高精度的穩像系統中，僅僅依靠棱鏡、反射鏡或光楔等被動補償所達到的穩定精度是無法滿足要求的，反射鏡單獨使用的時候，由于2:1的光機偏轉比，加上半角機構的誤差，精度難以做得很高，這種穩定方法只能用于中低級精度的穩定系統中，更高精度的穩定系統可以通過平臺式穩定方法來完成。3 陀螺穩定平臺的現狀及其控制技術的發展趨勢

平臺式穩定方式是通過慣性元件敏感載體的姿態角的變化，其輸出信號經過

放大后驅動電機或壓電陶瓷來保持攝像機或反射鏡、棱鏡以保證成像不變。根據消除穩定誤差的方式又分為一級穩定和二級穩定兩類。3.1 一級穩定

一級穩定技術中的整體穩定得到了廣泛的應用，它是采用一個環架系統作為光電傳感器的光學平臺，在平臺上放置陀螺來測量平臺的運動，陀螺敏感姿態角的變化經過放大以后反饋給環架的力矩電機，通過力矩電機驅動平臺使光電傳感器保持穩定。通常整體穩定的方法可分為雙軸陀螺穩定平臺、三軸陀螺穩定平臺和四軸陀螺穩定平臺。其中雙軸陀螺穩定平臺又分為兩軸二環和兩軸四環兩類；由于兩軸穩定平臺固有的原理誤差，它不可能完全隔離載體的擾動力矩，導致瞄準線圍繞光軸旋轉，當旋轉速度較大時會對像質造成嚴重影響。要完全隔離須采用三軸的陀螺穩定平臺，還有一種方法是采用兩軸四環的穩定平臺，這兩種方法在原理上可以完全隔離載體的擾動。兩軸、三軸穩定技術在各國的機載偵察設備中得到了廣泛的運用，在空地導彈中，三軸陀螺穩定平臺得到了廣泛的應用，如美國的“幼畜”AGM-65A導彈。

在整體穩定系統中的主要誤差來源有以下幾個方面: 力矩誤差:包括摩擦力矩和不平衡力矩、風阻力矩，比較特殊的是摩擦力矩，它對系統的低速平穩性有很大的影響，將摩擦力矩看做常值處理是不夠的，高精度的系統中采用引入狀態觀測器或模型辨識技術實現摩擦力矩的動態補償。

傳感器誤差包括陀螺儀的漂移、信噪比、CCD的視軸安裝誤差、A/D和運放等電子系統的偏差和噪聲、信號處理電路的延遲等，其中，位于最前端的陀螺的漂移噪聲對穩定精度的影響較大，改進的方法可以考慮采用微弱信號檢測技術提取信號，用建立漂移模型的辦法補償漂移。

整體穩定一般適合較小的光電傳感器負載，對于較大的負載則效果不佳，它受到摩擦力矩和靜不平衡力矩的影響，隨著負載的增加，力矩電機的齒槽效應及熱噪聲、各傳感器的導線扭矩等都有增加，其精度在0.1mrad左右。3.2 二級穩定

由于一級穩定完全依靠穩定平臺來穩定瞄準線，受到的各種干擾較多，限制了穩定精度的提高，進一步考慮，可以利用穩定平臺實現粗調、用反射鏡實現精調，它是反射鏡和穩定平臺的組合使用，可以達到微弧度級的穩定精度。這種穩定反射鏡的技術在國外的高精度偵察系統和激光通信系統中得到了廣泛的應用，以色列已經可以做到15μrad的穩定精度。

在陀螺穩定平臺中摩擦力矩的抖動是影響陀螺穩定平臺精度的重要因素，這集中體現在低速平穩性的問題上，陀螺穩定平臺中通常采用超前滯后補償的方法，為了提高帶寬再引入前饋，然而在寬頻帶、高精度的跟瞄系統中，采用這樣的方法達到設計指標比較困難，必須考慮引入現代控制方法，現代控制技術對參數擾動的魯棒性使得它比較適合于陀螺穩定平臺的伺服設計，其典型代表有滑模變結構控制技術(VSC)、模糊控制技術、線性二次型最優控制技術(LQG)，其中滑模變結構控制，根據對開關線的不斷切換可以有效地克服系統的各種擾動，它對參數攝動和外部擾動不敏感的優點使得它近年來在交直流伺服系統中得到了廣泛的應用。較普遍采用的方法是現代控制技術與PID控制技術的結合，這種技術已經在雷達天線的穩定技術中得到應用，這為陀螺穩定平臺整體性能的提高提供了一種新的途徑。電子學穩像的現狀及其發展趨勢

采用光學、光電的方法穩像帶來的一個問題就是增加了系統的功耗和重量，而對彈載、輕型飛機、星載或外星球探測中的跟瞄、成像設備來說，質量和功耗的問題是非常重要的兩個參數。采用電子學方法的穩像技術具有功耗低、質量輕，硬件處理速度快的優點，所以美國、日本、加拿大、土耳其和意大利等國對此展開了深入的研究，其中日本松下公司在其攝象機方面開展了廣泛的研究，美國和加拿大在預警系統和偵察飛機的電子穩像方面取得了成功的應用。由美國國防部高科技研究局(DARPA)和馬里蘭大學(Maryland U-niv.)研制的無人駕駛車輛監視、搜索、偵察系統中已經采取了軟件穩像的技術，其穩定精度優于一個像元。加拿大的Defense Research Establish-ment Vilcartier(DREV)也已經成功地將這項技術應用到他們的偵察車上，將攝像機架設在距控制車200m外的三腳架上或架在10m高的桅桿上實現30幀/s的實時監視，可以達到一個像元的穩像精度；由該國Lyre Technologies公司和DREV研究的機載偵察攝像系統中也已經有了類似的實驗裝置。

圖像穩定的目的是要找到每一幀圖像相對于參考圖像的全局運動矢量，然后用解算出的運動參數去控制CCD輸出像元各行列的起始讀取位置，從而達到圖像補償穩定的目的。電子學穩像系統一般包括三個主要的功能模塊，即運動矢量的檢測模塊，補償量輸出模塊和圖像補償模塊。

由于在檢測攝像機的運動矢量的時候，會因為有背景噪聲，如小動物的移動或運動，樹枝、葉的搖動，以及目標本身的運動、異物進入視場等都會對攝像機運動矢量的提取產生影響。又例如當攝像機做全景掃描時，若被穩像系統誤以為是振動而穩定了，就達不到全景掃描的目的了。這些都是電子學穩像技術所需要考慮解決的。

檢測圖像運動矢量的方法大致可以分成兩類:利用傳感器敏感運動矢量的方法和利用特征量匹配的方法，現在主要采用特征量匹配的算法穩定圖像。

日本的Egosa等人采用的方法是將圖像分為四個區域(圖5b)，每個區域中有30個代表點，每個代表點有16×46個像素的比較面積。首先計算前一場代表點像素數據與當前場相對應的比較面積中所有像素之間絕對差值，從而建立起兩場圖像代表點之間的關系式，最后，以所有代表點為參考點組成相對坐標系統，相對于每個坐標作一個相同位移值(i，j)，相應有一個絕對差值，對所有代表點坐標的絕對差值求和為P(i，j)，獲得一個相關函數，具有最高相關性的位移值就是檢測出的運動矢量。由于量化的原因，圖像的運動矢量是一個離散值。運動矢量不連續導致觀察時圖像缺乏平滑的感覺，為此需要對運動矢量做內插值處理，經過插值處理后的運動矢量的檢測精度明顯優于未經插值處理的方法。在判斷運動矢量的時候為了減小誤判的幾率而引入了模糊控制的技術，對不同的運動矢量分配相應的隸屬度，引入該方法有效地提高了穩定的效果。

圖像的位移包括整數部分和小數部分，整數部分可以采用相位相關的方法檢測到，小數部分的位移常常導致圖像的跳動，尤其是在背景靜止時。要做到亞像元級的穩定精度，就必須檢測出位移的小數部分，所用的方法有基于圖像灰度匹配的方法、基于時空微分(spatio temporal differen-tiation)的方法及參數平面與相位互相關擬合(phase and cross correlation surface)的方法。5 對圖像穩定的評價

圖像在達到什么樣的穩定程度以后算是穩定的，目前還沒有統一的評價方法，普遍認為光學傳遞函數可以提供一個客觀的評價標準，對于動基座的攝像系統來說，首先要考慮穩定系統對載體振動的隔離度，進而對各種擾動的物理模型進行精確建模，圖像的穩定很大程度上取決于模型的精確程度，但是使用過于復雜的模型去擬合數據，并不一定會取得更好的結果。實際情況是模型越復雜，對跟蹤誤差越敏感，實際效果并不比簡單模型好。

一般認為對于用于人眼觀察的攝像系統，振動造成的影響小于0.5個像元時就可以認為圖像是穩定的，而對于用于計算機目標跟蹤的攝像系統則0.5像元的穩定精度仍是不夠的，美國DARPA的實驗也表明了這一點。6 結 束 語

現代圖像穩定系統中廣泛采用陀螺穩定平臺實現穩像、穩瞄，隨著穩定精度要求的不斷提高，用經典的伺服方法達到技術指標已經越來越困難，現代控制理論在穩像、穩瞄系統中的應用已經越來越多，魯棒控制技術在寬頻帶、高精度的跟瞄穩像系統中有較大的應用前景。電子穩像技術就目前所能夠得到的公開文獻來看，已經能夠做到實時處理，但是在要求同時考慮平移、旋轉和多目標觀察有一定的困難，其固有的特性也決定了它難以適應大幅度振動的情況，但是若只用電子穩像處理平移運動，則可以將它作為陀螺穩像的后續裝置來進一步提高穩像精度。現代光電偵察系統向著多波段、小型化的方向發展，在多波段的偵察系統中，對每個傳感器分別采取伺服穩定的方法是不可取的，其結果將是研制周期長，系統龐大而復雜，與平臺穩定的方法相比，電子學穩像具有很強的模塊性，可以即插即用，由于其穩定精度很大程度上依賴于運動模型的精確程度，所以需要進一步研究的方向應該是考慮如何準確建立圖像運動的模型，實現在多目標、復雜運動的情況下實現圖像的穩定輸出，以及如何提高穩像的適用范圍；至于實時性主要受到當前電子器件的運算速度的限制，隨著今后技術的進步，這應該不是主要問題。

參考文獻

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