西工大光動無人機研究取得新突破

光動無人機系統整體示意圖。　西北工業大學供圖

　　中新網西安12月29日電 (記者 阿琳娜)記者29日從西北工業大學獲悉，近日該校光電與智能研究院李學龍教授和同事們在光動無人機方面的研究取得突破性進展，利用智能信息傳輸處理和高能激光等技術，成功實現了對無人機的全天時智能視覺跟瞄和自主遠程能量補充，開啟了中國無限續航無人機的探索，實現了光電與智能學科的交叉融合，是“臨地安防”的典型應用之一。

　　據介紹，隨著中國低空空域逐步開放，旋翼無人機、固定翼無人機等低空飛行器大量普及，目前已在災害預警、智能救援等臨地安防任務中發揮著重要作用。在未來，大型無人機還能夠變身空中巴士，實現低空立體交通出行，為生產生活和安全保障帶來極大的便利。

　　然而，受限于目前化學電池的功率密度，大多數無人機的續航時間僅在1小時之內，工作效率低，也難以在復雜耗時的任務中發揮作用。

　　為解決此類問題，西北工業大學光電與智能研究院李學龍教授和同事們開展了光動無人機的研究。該項研究使用高能激光對無人機進行遠程供能，并在無人機上搭載特制機載光電轉換模塊，將光能轉換為電能。研究結合了智能信號傳輸與處理技術，實現了遠程供能的自主化，使無人機具備了無限續航能力，實現了光學工程和人工智能的學科交叉，是“臨地安防”的典型應用之一。

　　光動無人機主要具有智能化、自適應和安全性三點技術優勢。首先，為了穩定精準地跟瞄和預測無人機目標，課題組提出了一種面向復雜變化目標的智能視覺追蹤算法，具備良好的光照、尺度、旋轉自適應性，使視覺追蹤具有更強的環境適應性，實現精準定位無人機的作用。

　　其次，為了消除大氣的流動與密度變化對激光束的影響，課題組提出了一種自適應光束賦形技術，能夠實現對光束強度分布的自主動態調節，提高長距離激光能量傳輸的有效性和可靠性。

　　最后，為了確保光束路徑范圍的安全，課題組提出了障礙物判定和激光功率自主調節的方法，能夠根據目標物的反射特征等判定方法及時發現障礙物，并將激光功率自主調節至安全范圍。

　　近年來，中國無人機行業快速發展，無人機應用場景不斷拓展加深。光動無人機作為光學工程與人工智能學科交叉所誕生的產物，擺脫了續航限制，將為無人機行業提供新的發展及應用思路。

　　首先，無人機可以飛得更高更遠。借助高功率激光束供能，無人機能夠實現超大范圍巡航，其執行任務的自由度與可能性都將極大提升，甚至實現“低空衛星”“人造月亮”等作用。其次，無人機集群組織更為便利。通過自主的地對空、一對多無線充電，無人機集群協同的優勢和效率將進一步放大。