豐田無人駕駛軍車
咱們都知道，俄烏戰爭打到今天，戰場上無論出現什麽，我們都已經不驚訝了。但是吧，最近烏克蘭出現的一款新裝備，還是重新整理了我們的認知：一輛無人駕駛汽車！
很多人都驚了，啥？高階智駕技術已經普及到烏克蘭了嗎？
▲後方駕駛員
淡定淡定，大家想多了，其實這玩意還遠遠談不上智駕，只是個用豐田皮卡改裝而成的遙控車而已。
那麽，有人駕駛的汽車，是怎麽改裝成無人駕駛汽車的呢？
首先，我們要明確一點，這種改裝其實並不難，一個機電本科生完全搞得定。
▲二戰時期德軍的「歌莉婭」遙控坦克
一輛汽車，無非就5個需要人工操控的關鍵功能部件：方向盤、油門、剎車、掛擋、手剎。
要想實作遠端遙控，只需要把這5個功能部件的動作，由人的動作，改成遙控動作就行了。
那麽問題來了，如何改呢？
如果是過去純機械動作的老車，這種改裝會非常麻煩，需要安裝一堆伺服電機和電磁繼電器，對各個部件實施物理控制。
▲一些殘疾人使用的汽車上，有剎車和油門的手動改裝套件
但是還好，汽車發展到今天，這5個功能部件大部份都已經電子化了，那麽只需要跳過原來的機械部份，直接對其中的電子控制部件下達指令，就能實作電子遠端控制了。
以方向盤為例，過去的方向盤都是機械傳動的，你轉動方向盤時，要透過十字萬向驅動軸來驅動汽車轉向器。
但現在，方向盤已經有了馬達械式助力轉向系統（EPS），取代了原來的液壓助力系統的液壓泵、液壓管路、轉向管柱閥體等結構，可以直接將電機產生的助力傳遞到轉向系統上。
所以，完全就可以在EPS系統上做文章，把原來的電動助力系統，接上遙控模組。這樣遙控模組依據遙控轉向盤的扭矩、轉動方向和車速等數據，向伺服電機發出控制指令，使伺服電機輸出相應大小及方向的扭矩，這樣不就能遠端控制方向了？
還有電子油門系統，主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU（電子控制單元）和油門執行器四大部份組成。當司機踩下油門踏板時，踏板位移傳感器會即時檢測踏板的位移量，並將其轉換為電訊號。這個電訊號會傳遞給ECU，ECU根據這個訊號以及車輛當前的狀態（如車速、發動機轉速等）來計算所需的油門開度。
既然如此，我直接將遙控模組接入ECU，就能實作遠端用電子訊號來控制油門了。
同樣的道理，過去的剎車，由助力器、真空泵等液壓機械部件組成，而現在呢？已經有了線控剎車，由電訊號驅動液壓系統產生剎車力，因為電驅動響應更快，所以制軔效果更加靈敏。
那麽變速箱怎麽辦呢？不用擔心，現在也有了電子無級變速(E-CVT)變速箱，E-CVT其實並不是傳統意義上的齒輪變速箱，而是融合了電機，太陽輪與1號電機相連，行星架與發動機飛輪相連，齒圈同時與2號電機和E-CVT輸出軸相連，透過控制1號和2號電機，就能實作發動機飛輪端輸入軸和齒圈輸出軸之間傳動比的連續變化。
E-CVT工作原理並不復雜,但電控單元的機電協調邏輯較為復雜，所以同樣需要ECU的預設參數來實作絲滑變速。
至於手剎嘛，那就更不是問題了，電子手剎系統已經普及很多年了。此外像雨刮器、車燈、雙閃以及轉向燈等功能，都可以電子化控制。
所以，當方向盤、油門、剎車、掛擋、手剎都實作了電子控制的時候，只需要加裝一塊工控板統一協調各個系統的電訊號，就能實作汽車的遙控駕駛。
▲烏軍對豐田車的改裝
遙控站的設計也非常簡單，直接買一套遊戲廳中常見的模擬駕駛平台就行了，只需要將動作轉化為電訊號，接入遙控裝置就行。
▲烏軍無人車的後方駕駛員
而且因為電子系統省去了機械傳動的延遲，遙控者可以更加快速地控制汽車，甚至還能根據演算法實作一些輔助駕駛功能，實作定速巡航、自動避障、車道保持等等。
汽車控制的問題解決了，那麽如何通訊呢？
畢竟，汽車上的網路攝影機的影像，要上傳到遙控站，而遙控站做出的遙控動作，也需要下行到車輛的工控板上，這一通訊系統必須滿足高響應、低延遲，否則你看到前面有一個坑，可能是1秒前的影像，等你做出動作傳遞到車上，又是1秒，那時候車早就掉坑裏了。
這個時候，很多人想到了大疆無人機，沒錯，大疆無人機要解決的同樣是圖傳和指令下達的問題。大疆是怎麽解決的呢？
玩過大疆的都知道，大疆的設定中有個頻段選擇，可以選擇2.4 GHz或者5.8 GHz頻段。
一般來說，2.4G是最常見的頻段，具有高速傳輸和遙控距離遠的特點。但同樣是因為太常見了，城市裏到處都是2.4G的裝置，所以被幹擾的可能性比較大。那麽5.8G呢？因為5.8G的裝置少，而且使用通道比2.4G多，因此被幹擾的可能性也比2.4G低。
當然，空間無線衰減與頻率呈反比，頻率越高，相同距離相同發射功率的衰減越大，因此5.8G的使用距離相對2.4G會近一些。
如果在開闊地單純用無線電遙控的話，2.4G的遙控距離差不多可以在800公尺左右，而5.8G的遙控距離就只有500多米了。
但是，這點距離，對無人機來說，還是太短了，所以大疆又開發出了4G模組，簡單來說就是從過去的直接遙控，變成了由基站進行中繼遙控，理論上只要電夠，基站覆蓋多遠，大疆就能飛多遠。
有網友曾經測試過4G超遠距離飛行，飛到20公裏還是沒問題的。但是，這種模式放在烏克蘭，恐怕就不行了。
既然是軍用車輛，那肯定是荒山野嶺都要跑，誰能保證時時處處都有4G訊號？
這個時候，曾經重創俄羅斯黑海艦隊的自殺無人船給了烏軍啟發。
▲烏軍的自殺無人艇
烏軍是如何實作幾十公裏外遙控無人船偷襲俄羅斯軍艦的？不就是因為無人船上面頂了一塊星鏈的訊號接收板子麽？
這樣一來，別說在烏克蘭了，哪怕遠在美國，也一樣能透過星鏈對上萬公裏外的無人船進行遙控。
同樣的道理，只需要將無人車上面裝一塊星鏈的接收端，就能透過星鏈網路對車輛即時進行遙控了（當然也帶來了黑客入侵的風險）。
根據烏克蘭媒體透露，這種改裝只需10000美元（約7萬人民幣）。如果需要的話，烏克蘭大街小巷的汽車，都可以改裝成無人駕駛汽車，到前線運物資、拉傷員，甚至裝上炸藥對俄軍發起自殺式襲擊。
不過說起來，這個改裝成本還是高了，這主要是因為改裝平台是燃油車，各個控制電路都需要單獨的連線和偵錯。
▲無人駕駛出租車已在中國多個城市進行測試
如果是電車的話，其操作已經完全電子化了，你甚至可以不用改電路，直接把車載電腦刷一個自己編寫的遙控系統，再接上星鏈，就基本搞定了，連1000美元都用不上。
說實話，烏克蘭這次無人車改裝，從技術角度來說，並不先進。
為啥？因為100多年前，就有過類似方案了。
1921年的時候，美國軍方的Raymond E. Vaugha在俄亥俄州代頓市的街道上展示了一輛無線電遙控的汽車，當然，這輛車是電驅動的。
而1925年的時候，前美國陸軍前工程師Francis P. Houdina在一輛1926錢德勒汽車基礎上，改裝出了一輛無線遙控汽車，車輛的後座上安裝了無線電接收天線，並配置了一系列小型馬達執行對汽車的控制。
當然，因為當時沒有圖傳技術，遙控的人需要坐在無人車後面的一輛車上，替無人車看路，來做出轉向、剎車、加速器、按喇叭等動作。
而現在烏克蘭的無人車，無非也就是增加了個圖傳模組和電控系統罷了。
那麽，明明不先進，為什麽烏克蘭還要大搞無人車呢？
這和當前烏克蘭戰場的特殊形勢有關。
戰爭打到現在，俄羅斯和烏克蘭軍隊都在大規模使用廉價的一次性無人機，這種無人機是以小博大的典範，只需要幾百美元，就能擊毀幾百萬美元的裝備，更能低成本地消滅對方有生力量。
▲目前俄烏戰場上的自殺無人機，都是3D打印和士兵組裝的廉價機，並非昂貴的大疆無人機
所以對雙方來說，如何降低軍事裝備成本，如何減少人員傷亡，就成了必須考慮的事情。
俄軍的方案，是采購大量摩托車和電動滑板車，透過化整為零的方式，減少無人機襲擊的單次損失。同時采購中國廉價的農用車，就算炸了，也不過一兩萬美元而已，相比百萬美元的裝甲車，已經算是便宜很多了。
▲俄軍使用中國山東的某款全地形農用車，俗稱「山東貓」
而烏軍呢？走的是另一條路線，無人化。
據美國期刊【商業內幕】報道，烏克蘭軍隊正在對稱之為「鐵兵」的多種型號地面無人車進行測試。這些安裝了槍支、炮塔或炸藥的無人車能夠充當工兵、偵察兵、火力平台和後勤助理，進而有效減少人員傷亡。
但是，這種專門研發的無人車，上面的零部件顯然都是客製貨，價格昂貴，一輛車沒有個十萬美元是下不來的。
▲烏克蘭正在研發的無人戰車
既然無人車也是消耗品，為什麽不拿爛大街的民用品汽車來改裝呢？畢竟改裝成本只要1萬美元，技術成熟後，降到2000美元也不是不可能（畢竟成本大頭是那個星鏈終端，真正用來改裝的工控板沒幾個錢）。
那麽，烏軍就可以利用西方國家援助的大量二手車，批次改裝成無人車來執行戰場救護、物資運輸等任務，就算被俄羅斯無人機給炸了，也不會傷到人。
這也許是兵力瀕臨枯竭的烏克蘭，沒有辦法的辦法了。
只是，烏克蘭顯然還是選錯了改裝平台，選什麽豐田皮卡嘛，應該選豐田氫動力汽車啊！那麽大一個氫氣罐子，拿來玩自殺式襲擊的話，連炸藥不都省了麽？！
