西工大仿“萤火虫”通信无人机取得新突破

灵感来自“萤火虫”？没错！近日，西北工业大学光电与智能研究院李学龙教授团队通过模仿萤火虫的交流方式，利用光通信和智能信息处理等技术，实现了电磁干扰下无人机间的信息传递。

萤火虫通过尾部独特的发光模式和频率传达着辨别同类、警戒危险、指引方向等信号。无人机能不能仿照萤火虫采用光信号传输信息？受此启发，李学龙研究团队提出仿“萤火虫”通信无人机，为无人机集群发展提供了创新解决思路。

通过利用无人机上的照明设备发出光信号，并用另一架无人机上的光电传感器捕获光信号、进行智能分析，李学龙团队成功突破了无人机间像萤火虫闪烁交流一样的短距离信息传递，实现了基于光链路的协同飞行。由于光信号的传输不受电磁环境的影响，不会产生互调和互扰，仿“萤火虫”通信无人机抗干扰能力更强。

经过大量研究论证，研究团队为仿“萤火虫”通信无人机“装备”了多项先进智能算法及技术，充分确保了无人机集群的智能化和稳定性。依托在无人机上搭载团队自研的快速动态目标智能追踪算法，通过捷联无人机云台相机和通信发射光源，可使发射光源能够精准捕获待通信目标，并紧随目标转动。相机所向，光束跟随。

为克服环境光照对光通信链路性能的影响，研究团队采用紫外/可见双通道LED光源，并提出一种高冗余纠错编码技术，让通信光源更容易与环境光源区分，提升无人机间信息传递的可靠性。针对无人机飞行过程中可能影响光信号通信的质量问题，研究团队采用多角度波束发散的链路性能增强技术，提升了无人机间信息传递的稳定性。

“仿‘萤火虫’通信无人机是在无人机集群普遍采用无线电进行通信交流背景下的一种全新尝试和发展。”团队相关负责人表示，未来，团队将继续在仿“萤火虫”通信无人机通信距离、速率、稳定性和环境适应性等方面深入研究，并在以“低空经济”为代表的临地安防场景中开展广泛应用，为加快形成新质生产力贡献西工大力量。

文/西安报业全媒体记者 任娜 通讯员 黄举 潘子祺 西工大供图