沒有GPS，地面車輛照樣實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航

美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）近日公布，其開發(fā)的RACER自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已證實(shí)地面車輛能夠在不依賴GPS或預(yù)設(shè)路線地圖的條件下完成自主導(dǎo)航。這表明人工智能不僅能增強(qiáng)GNSS導(dǎo)航服務(wù)，更具備獨(dú)立承擔(dān)導(dǎo)航核心職能的能力。

美國(guó)陸軍第三裝甲軍第36工兵旅于2025年10月在德克薩斯州胡德堡進(jìn)行的戰(zhàn)斗突破演示中使用了賽車手（RACER）重型平臺(tái)。來源：Overland AI

根據(jù)《InsideGNSS》雜志最新報(bào)道，經(jīng)過陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)長(zhǎng)達(dá)四年的實(shí)地測(cè)試，DARPA正式宣布其RACER自主化套件已具備轉(zhuǎn)入國(guó)防部裝備序列及商業(yè)應(yīng)用的條件，該系統(tǒng)可使越野地面車輛在復(fù)雜地形中高速自主行駛，無需GPS信號(hào)或詳細(xì)地形圖支持。2021年啟動(dòng)的"具韌性復(fù)雜環(huán)境中的機(jī)器人自主性"（RACER）項(xiàng)目，旨在構(gòu)建一套可移植的自主"堆棧"——整合算法、數(shù)據(jù)集與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，使其能夠部署于配備相應(yīng)傳感器的多型車輛平臺(tái)。DARPA方面表示，該協(xié)議?，F(xiàn)已支持用戶"將RACER系統(tǒng)應(yīng)用于任意車輛...將其轉(zhuǎn)化為自主平臺(tái)，在挑戰(zhàn)性越野環(huán)境中運(yùn)行，擺脫對(duì)GPS或預(yù)設(shè)路徑的依賴，并以任務(wù)導(dǎo)向的高速行進(jìn)"。

從大挑戰(zhàn)到與GPS無關(guān)的地面自治

DARPA將RACER視作2004-2005年大挑戰(zhàn)賽的演進(jìn)成果。二十年前，競(jìng)賽目標(biāo)是驗(yàn)證單車穿越沙漠的可行性；如今焦點(diǎn)已轉(zhuǎn)向打造可適配多平臺(tái)的通用化自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。"RACER并非簡(jiǎn)單復(fù)制現(xiàn)有軍事能力"，該項(xiàng)目主管斯圖爾特·楊在官方公告中強(qiáng)調(diào)，"其核心在于從根本上重構(gòu)任務(wù)執(zhí)行模式"。對(duì)定位導(dǎo)航授時(shí)（PNT）領(lǐng)域而言，關(guān)鍵在于RACER明確預(yù)設(shè)GPS信號(hào)可能不可靠或完全不可用。該系統(tǒng)的"離網(wǎng)"運(yùn)行設(shè)計(jì)，顯著降低了對(duì)GPS和預(yù)設(shè)路徑的依賴，使機(jī)器人系統(tǒng)能夠在遠(yuǎn)離友軍支援的環(huán)境下執(zhí)行偵察與破障任務(wù)。

陸軍應(yīng)用場(chǎng)景：突破與遠(yuǎn)程偵察

RACER在最終測(cè)試階段深度融入陸軍實(shí)戰(zhàn)化場(chǎng)景。2025年10月，該項(xiàng)目與陸軍第三裝甲軍團(tuán)第36工兵旅攜手，在德克薩斯州胡德堡開展了"機(jī)械輔助堅(jiān)韌士兵"項(xiàng)目的戰(zhàn)斗破障演示。陸軍將RACER重型平臺(tái)——基于泰克斯特龍M5底盤的卡內(nèi)基機(jī)器人系統(tǒng)——與M58掃雷線路裝置集成，實(shí)現(xiàn)自主開辟雷區(qū)通道。DARPA強(qiáng)調(diào)，此次驗(yàn)證為GPS拒止環(huán)境下的重型無人平臺(tái)高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)提供了有力實(shí)證。2025年11月，第11裝甲騎兵團(tuán)士兵在加利福尼亞州歐文堡國(guó)家訓(xùn)練中心的實(shí)戰(zhàn)演訓(xùn)中，運(yùn)用配備RACER系統(tǒng)的Polaris RZR"RACER車隊(duì)車輛"扮演假想敵，這些搭載ISR載荷的平臺(tái)自主執(zhí)行了傳統(tǒng)由人力偵察分隊(duì)擔(dān)負(fù)的遠(yuǎn)程偵察任務(wù)，同樣在無GPS支持和無詳細(xì)路線規(guī)劃條件下完成。楊指出："通過降低對(duì)GPS和預(yù)設(shè)路徑的依賴，RACER確保作戰(zhàn)人員在斷網(wǎng)環(huán)境下仍能全域部署自主資產(chǎn)。與其派遣人類偵察兵深入敵后12至15公里，不如由機(jī)器人承擔(dān)此類高危任務(wù)，最大限度保障人員安全。"

作為"軟"替代PNT的感知與快速適應(yīng)

DARPA將RACER的感知架構(gòu)視為該項(xiàng)目最核心的技術(shù)突破。傳統(tǒng)自主地面系統(tǒng)切換作戰(zhàn)環(huán)境往往需要數(shù)周重新訓(xùn)練，而RACER據(jù)稱能在約24小時(shí)內(nèi)適應(yīng)新模型，DARPA評(píng)價(jià)其對(duì)"需快速向陌生地形部署機(jī)器人資產(chǎn)的作戰(zhàn)人員極具價(jià)值"。該機(jī)構(gòu)將此能力類比于人類駕駛員對(duì)道路環(huán)境的"先驗(yàn)認(rèn)知"：自動(dòng)駕駛堆棧基于歷史經(jīng)驗(yàn)與傳感器數(shù)據(jù)預(yù)判前方狀況，在遭遇車輛異常停放或施工錐桶等不確定性增加的情況時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整速度與路徑。這種預(yù)測(cè)能力使無結(jié)構(gòu)地形中的高速安全運(yùn)行成為可能，無需依賴精細(xì)地圖或持續(xù)GPS輔助。盡管RACER未引入新型射頻PNT源，其實(shí)質(zhì)上構(gòu)成了本地化、感知驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)航解決方案——一種依托機(jī)器學(xué)習(xí)地形理解而非外部時(shí)序測(cè)距的"軟"導(dǎo)航替代模式。對(duì)關(guān)注國(guó)防部GPS干擾應(yīng)對(duì)策略的PNT從業(yè)者而言，RACER與慣性導(dǎo)航、視覺里程計(jì)、地形匹配導(dǎo)航并列，共同構(gòu)成向GPS獨(dú)立自主化演進(jìn)的技術(shù)路徑。DARPA在歐文堡的最終RACER實(shí)驗(yàn)旨在驗(yàn)證該感知架構(gòu)及其快速再訓(xùn)練流程，證明模型可在保持自主機(jī)動(dòng)的同時(shí)迅速適應(yīng)新地形條件。

過渡路徑與雙用途自治

隨著試驗(yàn)階段收尾，DARPA正將重心轉(zhuǎn)向軍事裝備采購及農(nóng)業(yè)、建筑、采礦和越野物流等民用領(lǐng)域，這些場(chǎng)景下的車輛面臨類似的感知與導(dǎo)航挑戰(zhàn)。目前已從RACER項(xiàng)目衍生出多家公司，包括源自NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Field AI和源自華盛頓大學(xué)的Overland AI。楊表示："RACER項(xiàng)目即將結(jié)束，但私募股權(quán)領(lǐng)域存在大量商業(yè)機(jī)遇。當(dāng)前正是軍方用戶與私人投資者認(rèn)識(shí)RACER變革潛力、擁抱自主系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)世界可靠且不可或缺組成部分的未來時(shí)刻。"RACER為國(guó)防部提供了GPS失效場(chǎng)景下的備選導(dǎo)航方案。即便沒有新增射頻PNT層，此類項(xiàng)目仍推動(dòng)服務(wù)向自動(dòng)駕駛堆棧演進(jìn)，將GNSS視為多元輸入之一，并明確設(shè)計(jì)為在輸入中斷時(shí)保持車輛持續(xù)運(yùn)行。

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本文轉(zhuǎn)載自“斗室智庫”，原標(biāo)題《沒有GPS，地面車輛照樣實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航》。

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