丰田无人驾驶军车
咱们都知道，俄乌战争打到今天，战场上无论出现什么，我们都已经不惊讶了。但是吧，最近乌克兰出现的一款新装备，还是刷新了我们的认知：一辆无人驾驶汽车！
很多人都惊了，啥？高阶智驾技术已经普及到乌克兰了吗？
▲后方驾驶员
淡定淡定，大家想多了，其实这玩意还远远谈不上智驾，只是个用丰田皮卡改装而成的遥控车而已。
那么，有人驾驶的汽车，是怎么改装成无人驾驶汽车的呢？
首先，我们要明确一点，这种改装其实并不难，一个机电本科生完全搞得定。
▲二战时期德军的“歌莉娅”遥控坦克
一辆汽车，无非就5个需要人工操控的关键功能部件：方向盘、油门、刹车、挂挡、手刹。
要想实现远程遥控，只需要把这5个功能部件的动作，由人的动作，改成遥控动作就行了。
那么问题来了，如何改呢？
如果是过去纯机械动作的老车，这种改装会非常麻烦，需要安装一堆伺服电机和电磁继电器，对各个部件实施物理控制。
▲一些残疾人使用的汽车上，有刹车和油门的手动改装套件
但是还好，汽车发展到今天，这5个功能部件大部分都已经电子化了，那么只需要跳过原来的机械部分，直接对其中的电子控制部件下达指令，就能实现电子远程控制了。
以方向盘为例，过去的方向盘都是机械传动的，你转动方向盘时，要通过十字万向驱动轴来驱动汽车转向器。
但现在，方向盘已经有了电动机械式助力转向系统（EPS），取代了原来的液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构，可以直接将电机产生的助力传递到转向系统上。
所以，完全就可以在EPS系统上做文章，把原来的电动助力系统，接上遥控模块。这样遥控模块依据遥控转向盘的扭矩、转动方向和车速等数据，向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小及方向的扭矩，这样不就能远程控制方向了？
还有电子油门系统，主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电子控制单元）和油门执行器四大部分组成。当司机踩下油门踏板时，踏板位移传感器会实时检测踏板的位移量，并将其转换为电信号。这个电信号会传递给ECU，ECU根据这个信号以及车辆当前的状态（如车速、发动机转速等）来计算所需的油门开度。
既然如此，我直接将遥控模块接入ECU，就能实现远程用电子信号来控制油门了。
同样的道理，过去的刹车，由助力器、真空泵等液压机械部件组成，而现在呢？已经有了线控刹车，由电信号驱动液压系统产生刹车力，因为电驱动响应更快，所以制动效果更加灵敏。
那么变速箱怎么办呢？不用担心，现在也有了电子无级变速(E-CVT)变速箱，E-CVT其实并不是传统意义上的齿轮变速箱，而是融合了电机，太阳轮与1号电机相连，行星架与发动机飞轮相连，齿圈同时与2号电机和E-CVT输出轴相连，通过控制1号和2号电机，就能实现发动机飞轮端输入轴和齿圈输出轴之间传动比的连续变化。
E-CVT工作原理并不复杂,但电控单元的机电协调逻辑较为复杂，所以同样需要ECU的预设参数来实现丝滑变速。
至于手刹嘛，那就更不是问题了，电子手刹系统已经普及很多年了。此外像雨刮器、车灯、双闪以及转向灯等功能，都可以电子化控制。
所以，当方向盘、油门、刹车、挂挡、手刹都实现了电子控制的时候，只需要加装一块工控板统一协调各个系统的电信号，就能实现汽车的遥控驾驶。
▲乌军对丰田车的改装
遥控站的设计也非常简单，直接买一套游戏厅中常见的模拟驾驶平台就行了，只需要将动作转化为电信号，接入遥控设备就行。
▲乌军无人车的后方驾驶员
而且因为电子系统省去了机械传动的延迟，遥控者可以更加快速地控制汽车，甚至还能根据算法实现一些辅助驾驶功能，实现定速巡航、自动避障、车道保持等等。
汽车控制的问题解决了，那么如何通信呢？
毕竟，汽车上的摄像头的图像，要上传到遥控站，而遥控站做出的遥控动作，也需要下行到车辆的工控板上，这一通信系统必须满足高响应、低延迟，否则你看到前面有一个坑，可能是1秒前的图像，等你做出动作传递到车上，又是1秒，那时候车早就掉坑里了。
这个时候，很多人想到了大疆无人机，没错，大疆无人机要解决的同样是图传和指令下达的问题。大疆是怎么解决的呢？
玩过大疆的都知道，大疆的设置中有个频段选择，可以选择2.4 GHz或者5.8 GHz频段。
一般来说，2.4G是最常见的频段，具有高速传输和遥控距离远的特点。但同样是因为太常见了，城市里到处都是2.4G的设备，所以被干扰的可能性比较大。那么5.8G呢？因为5.8G的设备少，而且使用信道比2.4G多，因此被干扰的可能性也比2.4G低。
当然，空间无线衰减与频率呈反比，频率越高，相同距离相同发射功率的衰减越大，因此5.8G的使用距离相对2.4G会近一些。
如果在开阔地单纯用无线电遥控的话，2.4G的遥控距离差不多可以在800米左右，而5.8G的遥控距离就只有500多米了。
但是，这点距离，对无人机来说，还是太短了，所以大疆又开发出了4G模块，简单来说就是从过去的直接遥控，变成了由基站进行中继遥控，理论上只要电够，基站覆盖多远，大疆就能飞多远。
有网友曾经测试过4G超远距离飞行，飞到20公里还是没问题的。但是，这种模式放在乌克兰，恐怕就不行了。既然是军用车辆，那肯定是荒山野岭都要跑，谁能保证时时处处都有4G信号？
这个时候，曾经重创俄罗斯黑海舰队的自杀无人船给了乌军启发。
▲乌军的自杀无人艇
乌军是如何实现几十公里外遥控无人船偷袭俄罗斯军舰的？不就是因为无人船上面顶了一块星链的信号接收板子么？
这样一来，别说在乌克兰了，哪怕远在美国，也一样能通过星链对上万公里外的无人船进行遥控。
同样的道理，只需要将无人车上面装一块星链的接收端，就能通过星链网络对车辆实时进行遥控了（当然也带来了黑客入侵的风险）。
根据乌克兰媒体透露，这种改装只需10000美元（约7万人民币）。如果需要的话，乌克兰大街小巷的汽车，都可以改装成无人驾驶汽车，到前线运物资、拉伤员，甚至装上炸药对俄军发起自杀式袭击。
不过说起来，这个改装成本还是高了，这主要是因为改装平台是燃油车，各个控制电路都需要单独的连接和调试。
▲无人驾驶出租车已在中国多个城市进行测试
如果是电车的话，其操作已经完全电子化了，你甚至可以不用改电路，直接把车载电脑刷一个自己编写的遥控系统，再接上星链，就基本搞定了，连1000美元都用不上。
说实话，乌克兰这次无人车改装，从技术角度来说，并不先进。
为啥？因为100多年前，就有过类似方案了。
1921年的时候，美国军方的Raymond E. Vaugha在俄亥俄州代顿市的街道上展示了一辆无线电遥控的汽车，当然，这辆车是电驱动的。
而1925年的时候，前美国陆军前工程师Francis P. Houdina在一辆1926钱德勒汽车基础上，改装出了一辆无线遥控汽车，车辆的后座上安装了无线电接收天线，并配置了一系列小型电动机执行对汽车的控制。
当然，因为当时没有图传技术，遥控的人需要坐在无人车后面的一辆车上，替无人车看路，来做出转向、刹车、加速器、按喇叭等动作。
而现在乌克兰的无人车，无非也就是增加了个图传模块和电控系统罢了。
那么，明明不先进，为什么乌克兰还要大搞无人车呢？
这和当前乌克兰战场的特殊形势有关。
战争打到现在，俄罗斯和乌克兰军队都在大规模使用廉价的一次性无人机，这种无人机是以小博大的典范，只需要几百美元，就能击毁几百万美元的装备，更能低成本地消灭对方有生力量。
▲目前俄乌战场上的自杀无人机，都是3D打印和士兵组装的廉价机，并非昂贵的大疆无人机
所以对双方来说，如何降低军事装备成本，如何减少人员伤亡，就成了必须考虑的事情。
俄军的方案，是采购大量摩托车和电动滑板车，通过化整为零的方式，减少无人机袭击的单次损失。同时采购中国廉价的农用车，就算炸了，也不过一两万美元而已，相比百万美元的装甲车，已经算是便宜很多了。
▲俄军使用中国山东的某款全地形农用车，俗称“山东猫”
而乌军呢？走的是另一条路线，无人化。
据美国期刊《商业内幕》报道，乌克兰军队正在对称之为“铁兵”的多种型号地面无人车进行测试。这些安装了枪支、炮塔或炸药的无人车能够充当工兵、侦察兵、火力平台和后勤助理，进而有效减少人员伤亡。
但是，这种专门研发的无人车，上面的零部件显然都是定制货，价格昂贵，一辆车没有个十万美元是下不来的。
▲乌克兰正在研发的无人战车
既然无人车也是消耗品，为什么不拿烂大街的民用品汽车来改装呢？毕竟改装成本只要1万美元，技术成熟后，降到2000美元也不是不可能（毕竟成本大头是那个星链终端，真正用来改装的工控板没几个钱）。
那么，乌军就可以利用西方国家援助的大量二手车，批量改装成无人车来执行战场救护、物资运输等任务，就算被俄罗斯无人机给炸了，也不会伤到人。
这也许是兵力濒临枯竭的乌克兰，没有办法的办法了。
只是，乌克兰显然还是选错了改装平台，选什么丰田皮卡嘛，应该选丰田氢动力汽车啊！那么大一个氢气罐子，拿来玩自杀式袭击的话，连炸药不都省了么？！
丰田无人驾驶军车
咱们都知道，俄乌战争打到今天，战场上无论出现什么，我们都已经不惊讶了。但是吧，最近乌克兰出现的一款新装备，还是刷新了我们的认知：一辆无人驾驶汽车！
很多人都惊了，啥？高阶智驾技术已经普及到乌克兰了吗？
▲后方驾驶员
淡定淡定，大家想多了，其实这玩意还远远谈不上智驾，只是个用丰田皮卡改装而成的遥控车而已。
那么，有人驾驶的汽车，是怎么改装成无人驾驶汽车的呢？
首先，我们要明确一点，这种改装其实并不难，一个机电本科生完全搞得定。
▲二战时期德军的“歌莉娅”遥控坦克
一辆汽车，无非就5个需要人工操控的关键功能部件：方向盘、油门、刹车、挂挡、手刹。
要想实现远程遥控，只需要把这5个功能部件的动作，由人的动作，改成遥控动作就行了。
那么问题来了，如何改呢？
如果是过去纯机械动作的老车，这种改装会非常麻烦，需要安装一堆伺服电机和电磁继电器，对各个部件实施物理控制。
▲一些残疾人使用的汽车上，有刹车和油门的手动改装套件
但是还好，汽车发展到今天，这5个功能部件大部分都已经电子化了，那么只需要跳过原来的机械部分，直接对其中的电子控制部件下达指令，就能实现电子远程控制了。
以方向盘为例，过去的方向盘都是机械传动的，你转动方向盘时，要通过十字万向驱动轴来驱动汽车转向器。
但现在，方向盘已经有了电动机械式助力转向系统（EPS），取代了原来的液压助力系统的液压泵、液压管路、转向管柱阀体等结构，可以直接将电机产生的助力传递到转向系统上。
所以，完全就可以在EPS系统上做文章，把原来的电动助力系统，接上遥控模块。这样遥控模块依据遥控转向盘的扭矩、转动方向和车速等数据，向伺服电机发出控制指令，使伺服电机输出相应大小及方向的扭矩，这样不就能远程控制方向了？
还有电子油门系统，主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电子控制单元）和油门执行器四大部分组成。当司机踩下油门踏板时，踏板位移传感器会实时检测踏板的位移量，并将其转换为电信号。这个电信号会传递给ECU，ECU根据这个信号以及车辆当前的状态（如车速、发动机转速等）来计算所需的油门开度。
既然如此，我直接将遥控模块接入ECU，就能实现远程用电子信号来控制油门了。
同样的道理，过去的刹车，由助力器、真空泵等液压机械部件组成，而现在呢？已经有了线控刹车，由电信号驱动液压系统产生刹车力，因为电驱动响应更快，所以制动效果更加灵敏。
那么变速箱怎么办呢？不用担心，现在也有了电子无级变速(E-CVT)变速箱，E-CVT其实并不是传统意义上的齿轮变速箱，而是融合了电机，太阳轮与1号电机相连，行星架与发动机飞轮相连，齿圈同时与2号电机和E-CVT输出轴相连，通过控制1号和2号电机，就能实现发动机飞轮端输入轴和齿圈输出轴之间传动比的连续变化。
E-CVT工作原理并不复杂,但电控单元的机电协调逻辑较为复杂，所以同样需要ECU的预设参数来实现丝滑变速。
至于手刹嘛，那就更不是问题了，电子手刹系统已经普及很多年了。此外像雨刮器、车灯、双闪以及转向灯等功能，都可以电子化控制。
所以，当方向盘、油门、刹车、挂挡、手刹都实现了电子控制的时候，只需要加装一块工控板统一协调各个系统的电信号，就能实现汽车的遥控驾驶。
▲乌军对丰田车的改装
遥控站的设计也非常简单，直接买一套游戏厅中常见的模拟驾驶平台就行了，只需要将动作转化为电信号，接入遥控设备就行。
▲乌军无人车的后方驾驶员
而且因为电子系统省去了机械传动的延迟，遥控者可以更加快速地控制汽车，甚至还能根据算法实现一些辅助驾驶功能，实现定速巡航、自动避障、车道保持等等。
汽车控制的问题解决了，那么如何通信呢？
毕竟，汽车上的摄像头的图像，要上传到遥控站，而遥控站做出的遥控动作，也需要下行到车辆的工控板上，这一通信系统必须满足高响应、低延迟，否则你看到前面有一个坑，可能是1秒前的图像，等你做出动作传递到车上，又是1秒，那时候车早就掉坑里了。
这个时候，很多人想到了大疆无人机，没错，大疆无人机要解决的同样是图传和指令下达的问题。大疆是怎么解决的呢？
玩过大疆的都知道，大疆的设置中有个频段选择，可以选择2.4 GHz或者5.8 GHz频段。
一般来说，2.4G是最常见的频段，具有高速传输和遥控距离远的特点。但同样是因为太常见了，城市里到处都是2.4G的设备，所以被干扰的可能性比较大。那么5.8G呢？因为5.8G的设备少，而且使用信道比2.4G多，因此被干扰的可能性也比2.4G低。
当然，空间无线衰减与频率呈反比，频率越高，相同距离相同发射功率的衰减越大，因此5.8G的使用距离相对2.4G会近一些。
如果在开阔地单纯用无线电遥控的话，2.4G的遥控距离差不多可以在800米左右，而5.8G的遥控距离就只有500多米了。
但是，这点距离，对无人机来说，还是太短了，所以大疆又开发出了4G模块，简单来说就是从过去的直接遥控，变成了由基站进行中继遥控，理论上只要电够，基站覆盖多远，大疆就能飞多远。
有网友曾经测试过4G超远距离飞行，飞到20公里还是没问题的。但是，这种模式放在乌克兰，恐怕就不行了。既然是军用车辆，那肯定是荒山野岭都要跑，谁能保证时时处处都有4G信号？
这个时候，曾经重创俄罗斯黑海舰队的自杀无人船给了乌军启发。
▲乌军的自杀无人艇
乌军是如何实现几十公里外遥控无人船偷袭俄罗斯军舰的？不就是因为无人船上面顶了一块星链的信号接收板子么？
这样一来，别说在乌克兰了，哪怕远在美国，也一样能通过星链对上万公里外的无人船进行遥控。
同样的道理，只需要将无人车上面装一块星链的接收端，就能通过星链网络对车辆实时进行遥控了（当然也带来了黑客入侵的风险）。
根据乌克兰媒体透露，这种改装只需10000美元（约7万人民币）。如果需要的话，乌克兰大街小巷的汽车，都可以改装成无人驾驶汽车，到前线运物资、拉伤员，甚至装上炸药对俄军发起自杀式袭击。
不过说起来，这个改装成本还是高了，这主要是因为改装平台是燃油车，各个控制电路都需要单独的连接和调试。
▲无人驾驶出租车已在中国多个城市进行测试
如果是电车的话，其操作已经完全电子化了，你甚至可以不用改电路，直接把车载电脑刷一个自己编写的遥控系统，再接上星链，就基本搞定了，连1000美元都用不上。
说实话，乌克兰这次无人车改装，从技术角度来说，并不先进。
为啥？因为100多年前，就有过类似方案了。
1921年的时候，美国军方的Raymond E. Vaugha在俄亥俄州代顿市的街道上展示了一辆无线电遥控的汽车，当然，这辆车是电驱动的。
而1925年的时候，前美国陆军前工程师Francis P. Houdina在一辆1926钱德勒汽车基础上，改装出了一辆无线遥控汽车，车辆的后座上安装了无线电接收天线，并配置了一系列小型电动机执行对汽车的控制。
当然，因为当时没有图传技术，遥控的人需要坐在无人车后面的一辆车上，替无人车看路，来做出转向、刹车、加速器、按喇叭等动作。
而现在乌克兰的无人车，无非也就是增加了个图传模块和电控系统罢了。
那么，明明不先进，为什么乌克兰还要大搞无人车呢？
这和当前乌克兰战场的特殊形势有关。
战争打到现在，俄罗斯和乌克兰军队都在大规模使用廉价的一次性无人机，这种无人机是以小博大的典范，只需要几百美元，就能击毁几百万美元的装备，更能低成本地消灭对方有生力量。
▲目前俄乌战场上的自杀无人机，都是3D打印和士兵组装的廉价机，并非昂贵的大疆无人机
所以对双方来说，如何降低军事装备成本，如何减少人员伤亡，就成了必须考虑的事情。
俄军的方案，是采购大量摩托车和电动滑板车，通过化整为零的方式，减少无人机袭击的单次损失。同时采购中国廉价的农用车，就算炸了，也不过一两万美元而已，相比百万美元的装甲车，已经算是便宜很多了。
▲俄军使用中国山东的某款全地形农用车，俗称“山东猫”
而乌军呢？走的是另一条路线，无人化。
据美国期刊《商业内幕》报道，乌克兰军队正在对称之为“铁兵”的多种型号地面无人车进行测试。这些安装了枪支、炮塔或炸药的无人车能够充当工兵、侦察兵、火力平台和后勤助理，进而有效减少人员伤亡。
但是，这种专门研发的无人车，上面的零部件显然都是定制货，价格昂贵，一辆车没有个十万美元是下不来的。
▲乌克兰正在研发的无人战车
既然无人车也是消耗品，为什么不拿烂大街的民用品汽车来改装呢？毕竟改装成本只要1万美元，技术成熟后，降到2000美元也不是不可能（毕竟成本大头是那个星链终端，真正用来改装的工控板没几个钱）。
那么，乌军就可以利用西方国家援助的大量二手车，批量改装成无人车来执行战场救护、物资运输等任务，就算被俄罗斯无人机给炸了，也不会伤到人。
这也许是兵力濒临枯竭的乌克兰，没有办法的办法了。
只是，乌克兰显然还是选错了改装平台，选什么丰田皮卡嘛，应该选丰田氢动力汽车啊！那么大一个氢气罐子，拿来玩自杀式袭击的话，连炸药不都省了么？！