近日，西北工業大學光電與智慧研究院李學龍教授和同事們在“光動無人機”（Optics-driven Drone，ODD）方面的研究取得突破性進展。他們利用智慧信息傳輸處理和高能鐳射等技術，成功實現了對無人機的全天時智慧視覺跟瞄和自主遠程能量補充，開啟了我國無限續航無人機的探索，實現了光電與智慧學科的交叉融合，是“臨地安防”的典型應用之一。

　　隨著我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、智慧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，為人民的生産生活和安全保障帶來極大便利。

光動無人機（ODD）系統整體示意圖

　　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，也難以在複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慧研究院李學龍教授和同事們開展了光動無人機（Optics-driven Drone，ODD）的研究。該項研究使用高能鐳射對無人機進行遠程供能，並在無人機上搭載特製機載光電轉換模組，將光能轉換為電能。該研究結合了智慧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（ODD）設計圖

　　光動無人機主要具有三點技術優勢，智慧化、自適應和安全性。

　　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複雜變化目標的智慧視覺追蹤演算法，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鐳射束的影響，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佈的自主動態調節，提高長距離鐳射能量傳輸的有效性和可靠性。

　　最後，為了確保光束路徑範圍的安全，課題組提出了障礙物判定和鐳射功率自主調節的方法，能夠根據目標物的反射特徵等判定方法及時發現障礙物，並將鐳射功率自主調節至安全範圍。

室內跟瞄飛行

室外日間飛行

　　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産物，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。借助高功率鐳射束供能，無人機能夠實現超大範圍巡航，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。

　　光動無人機將有望深度參與社會治理，如交通管控、治安巡邏、災害救援、無接觸式物流配送等。在未來，這種具有無限續航能力的無人機還可能在人們對空天地海的探索與遨遊中發揮重要作用。（西北工業大學）