安5月6日電 (記者 阿琳娜)螢火蟲尾部的點點閃光是它們加密溝通的方式。它們通過獨特的發(fā)光模式和頻率，傳達辨別同類、警戒危險、指引方向等信號。如果無人機也能仿照螢火蟲，采用光信號傳輸信息，將會為無人機通信加上“雙保險”。

西北工業(yè)大學(xué)6日透露，近日該校光電與智能研究院以此為啟發(fā)，研究突破了無人機集群通信的全新途徑，使無人機集群突破更多嚴苛條件限制，順利完成工作任務(wù)。

仿“螢火蟲”通信無人機信息交互過程。西北工業(yè)大學(xué)供圖

西北工業(yè)大學(xué)光電與智能研究院聯(lián)合中國電信人工智能研究院在仿“螢火蟲”通信無人機方面的研究取得進展：李學(xué)龍教授團隊通過模仿螢火蟲的交流方式，利用光通信和智能信息處理等技術(shù)，實現(xiàn)了電磁干擾下無人機間的信息傳遞。

近年來，無人機集群在飛行表演、快遞物流、精準農(nóng)業(yè)、城市交通等領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用，通過感知交互、信息傳遞和協(xié)同工作，無人機集群能夠“通力合作”，達到“1+1>2”的工作效果。

要想實現(xiàn)高效協(xié)同工作，集群中的無人機需要密切地“溝通交流”，然而目前無人機集群主要依靠無線電通信，電磁特征明顯，容易被外界識別，也易受電磁環(huán)境影響。那么無人機集群如何應(yīng)對“釜底抽薪，斷鏈擊源”的電磁干擾呢？

李學(xué)龍研究團隊以螢火蟲通過閃光傳遞信息的方式為靈感，研究提出仿“螢火蟲”通信無人機，為無人機集群發(fā)展提供了創(chuàng)新解決思路：通過無人機上的照明設(shè)備發(fā)出光信號，并在另一架無人機利用光電傳感器捕獲光信號、進行智能分析，實現(xiàn)像螢火蟲閃爍交流一樣的短距離信息傳遞，完成無人機間基于光鏈路的協(xié)同飛行。

由于光信號的傳輸不受電磁環(huán)境的影響，不會產(chǎn)生互調(diào)和互擾，抗干擾能力強。此外，其發(fā)射功率較低，也幾乎不產(chǎn)生熱量，適合承載于能量受限的小型無人機。

仿“螢火蟲”通信無人機外場試驗。西北工業(yè)大學(xué)供圖

此外，研究團隊經(jīng)過大量研究論證過程，為仿“螢火蟲”通信無人機“裝備”了多項先進智能算法及技術(shù)，充分確保了無人機集群的智能化和穩(wěn)定性。

無人機搭載團隊自研的快速動態(tài)目標智能追蹤算法，通過捷聯(lián)無人機云臺相機和通信發(fā)射光源，使發(fā)射光源能夠精準捕獲待通信目標，并緊隨目標轉(zhuǎn)動。相機所向，光束跟隨。

為了克服環(huán)境光照對光通信鏈路性能的影響，研究團隊采用了紫外/可見雙通道LED光源，并提出了一種高冗余糾錯編碼技術(shù)，使通信光源更容易與環(huán)境光源區(qū)分，提升了無人機間信息傳遞的可靠性。

無人機飛行過程中位置靈活多變，因而光線傳遞的角度也在不斷發(fā)生變化，這很有可能影響光信號通信的質(zhì)量。為解決此問題，研究團隊提出了多角度波束發(fā)散的鏈路性能增強技術(shù)，顯著降低了鏈路中斷的機率，提升無人機間信息傳遞的穩(wěn)定性。

據(jù)介紹，仿“螢火蟲”通信無人機是在無人機集群普遍采用無線電進行通信交流背景下的一種全新嘗試和發(fā)展。未來，團隊將繼續(xù)在仿“螢火蟲”通信無人機通信距離、速率、穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性等方面深入研究，并在以“低空經(jīng)濟”為代表的臨地安防場景中開展廣泛應(yīng)用。(完)