西工大仿“螢火蟲”通信無人機取得新突破：電磁干擾下實現(xiàn)信息傳遞

　　據(jù)“西北工業(yè)大學(xué)”官微發(fā)文，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。

　　近日西工大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(yán)苛條件限制，順利完成工作任務(wù)。

　　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。

　　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。另外，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。

　　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(biāo)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(zhǔn)捕獲待通信目標(biāo)，并緊隨目標(biāo)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。