鄒昌昊　李恰然　余冠鋒

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)在國防軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。目前無人機(jī)主要通過飛行員遠(yuǎn)程操控、預(yù)編程控制為主，需要進(jìn)一步提升無人機(jī)的自主性，使之能夠更好的應(yīng)對復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境。本文首先分析了無人機(jī)系統(tǒng)自主性評估意義，根據(jù)ACL無人機(jī)自主控制等級，結(jié)合OODA環(huán)詳細(xì)描述了自主性評估指標(biāo)，對未來無人機(jī)系統(tǒng)的研制開發(fā)具有一定的參考意義。

關(guān)鍵字：無人機(jī)自主性ACL等級指標(biāo)

引言

無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭和國家安全領(lǐng)域中，以其低廉的成本、極強(qiáng)的靈活性能夠很好地執(zhí)行情報(bào)偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視、目標(biāo)追蹤、電子對抗以及精確打擊等復(fù)雜任務(wù)，成為國防軍事領(lǐng)域中不可或缺的力量。無人機(jī)最初的發(fā)展可以追溯到一戰(zhàn)時(shí)期，主要以靶機(jī)的形式用于防空訓(xùn)練。八十年代末期無人機(jī)被用于軍事偵察，在越戰(zhàn)期間美國首次使用無人機(jī)用于偵查重要目標(biāo)，大大降低了士兵的傷亡率。隨著阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭的進(jìn)行和戰(zhàn)后形式的發(fā)展，無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的影響越來越大，已成為新軍事變革的重要體現(xiàn)。

目前無人機(jī)主要通過飛行員遠(yuǎn)程操控、預(yù)編程控制為主，這種控制方式無法應(yīng)對復(fù)雜未知的戰(zhàn)場環(huán)境.無人機(jī)需要具備很高的自主性才能更好的完成任務(wù)。隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，自主性的程度也在不斷地提高。研制具有更自主性的無人機(jī)系統(tǒng)是無人機(jī)未來發(fā)展的必然趨勢，探索無人機(jī)系統(tǒng)的自主性評估方法對于未來無人機(jī)的設(shè)計(jì)和研制具有重要價(jià)值。

1無人機(jī)系統(tǒng)自主性評估意義

2016年美國國防部公開發(fā)表了無人系統(tǒng)集成路線圖UnmannedSystem Integrated Roadmap 2017-2042。該路線圖提出了自主性的最新概念，即自主性是一個(gè)實(shí)體基于該實(shí)體對外部環(huán)境、內(nèi)在自身和當(dāng)前狀況的知識和理解，在不同的行動方案中獨(dú)立發(fā)展和選擇以實(shí)現(xiàn)任務(wù)的能力。其評估意義可以概括為以下兩點(diǎn)：

（1）自主性評估是進(jìn)行無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的必要環(huán)節(jié)。通過科學(xué)地量化無人機(jī)系統(tǒng)的自主控制水平，結(jié)合已有或在研無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以制定出無人機(jī)系統(tǒng)自主性由低至高的發(fā)展戰(zhàn)略，為后續(xù)系統(tǒng)研制工作奠定了基礎(chǔ)。

（2）自主性評估可以對在研無人機(jī)性能進(jìn)行評估，衡量其性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通過建立無人機(jī)自主評估體系，可以定性定量地評估無人機(jī)在多方面的系統(tǒng)性能從而更加準(zhǔn)確地分析出無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的短板，使設(shè)計(jì)人員更加有方向地對整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)性能進(jìn)行提升。

2無人機(jī)系統(tǒng)自主控制等級劃分

2000年美國提出了自主作戰(zhàn)AO（Autonomous Operations），它是由美國海軍研究辦公室ONR和美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室AFRL率先提出推廣的。為了深入研究無人機(jī)的自主作戰(zhàn)能力，AFRL定義了自主控制等級（Autonomous Control Level，ACL）作為衡量無人機(jī)在自主程度的標(biāo)準(zhǔn)。

為了指導(dǎo)和規(guī)劃美國無人機(jī)發(fā)展，美國國防部于2000年公開發(fā)表了Unmanned Aerial Vehicles Roadmap 2000-2025，即無人機(jī)路線圖;于2002年對無人機(jī)路線圖進(jìn)行修訂后發(fā)表了Unmanned AerialVehicles Roadmap 2002-2027;隨后在2005年發(fā)表了無人機(jī)系統(tǒng)路線圖Unmanned Aircraft System Roadmap 2002-2027;這三個(gè)版本的路線圖均采用ACL標(biāo)準(zhǔn)對當(dāng)時(shí)有代表性的、在研的和未來規(guī)劃的美國無人機(jī)進(jìn)行了較明確的定義。具體如圖l所示。

根據(jù)美軍定義的ACL標(biāo)準(zhǔn)，自主性分為十個(gè)等級。第1 4級主要針對的是單機(jī)自主能力，目前技術(shù)上基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。處于第1 2級的先鋒無人偵察機(jī)和捕食者無人偵察機(jī)在戰(zhàn)爭期間主要用于占地實(shí)況視頻轉(zhuǎn)發(fā)，引導(dǎo)火炮、評估打擊效果、作戰(zhàn)部署能功能。處于第2 3級的全球鷹、影子、多用途無人機(jī)還可以進(jìn)行戰(zhàn)斗支援、精確打擊等復(fù)雜任務(wù);第5-10級主要針對機(jī)群自主能力，目前技術(shù)上處于在研和理論研究狀態(tài)。

3無人機(jī)自主性評估指標(biāo)

ACL自主控制等級是通過無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行劃分的，然而無人機(jī)的自主性涉及多個(gè)方面，僅通過單一功能的描述無法準(zhǔn)確評估整個(gè)無人機(jī)自主性等級。因此，通過結(jié)合OODA環(huán)對ACL分級進(jìn)行細(xì)化描述，從觀察、判斷、決策和行動四個(gè)方面可以有效地評估無人機(jī)的感知能力、分析能力、決策能力和協(xié)同能力。詳細(xì)指標(biāo)如表l所示：

4結(jié)束語

自主性是無人機(jī)系統(tǒng)最重要的一項(xiàng)技術(shù)特征，提升無人機(jī)系統(tǒng)的自主性有可能徹底改變未來的作戰(zhàn)概念，極大地提高無人系統(tǒng)的效率和效益，因此自主性的發(fā)展是無人機(jī)未來發(fā)展的主要方向。本文對自主性相關(guān)的基本概念及評估意義進(jìn)行辨析，歸納和論述了無人機(jī)自主控制等級劃分的方法和評估指標(biāo)，對今后無人機(jī)自主研制和設(shè)計(jì)開發(fā)具有一定的借鑒意義。

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