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只要能感知到光线就能实现精准导航

本报讯目前使用的卫星导航系统信号容易受到干扰,时常出现定位不准确的情况。近日,大连理工大学褚金奎教授课题组团队成功研发微纳仿生偏振导航传感器,模仿昆虫复眼结构,感知天空偏振光强的分布进行导航定位,只要能感知到光线,就能实现精准导航。

偏振导航是以太阳光或月光作为导航信标,通过对天空光偏振模式的检测和演算获取罗盘信息的新概念导航方法。1985年,瑞士苏黎世大学首次发表沙蚁具有偏振导航能力的文章。研究人员发现,生活在非洲沙漠中的沙蚁,在觅食过程中路线无规律,回巢路线却近似直线。研究证明,天空中具有稳定的偏振光分布模式,而沙蚁复眼中具有对偏振光极其敏感的神经视觉系统,能够采集天空偏振信息,通过分析偏振信息实现导航,沿近似直线回巢。

受昆虫复眼结构启发,大连理工大学研究团队将偏振导航传感器很好地应用于移动机器人导航定位及无人机自主飞行中,通过实时测量天空偏振信息实现导航功能。与传统导航方法相比较,偏振导航具有抗电磁干扰、防人工虚假信号欺骗、独立性好的特点。

据介绍,仿生偏振导航传感器导航定位功能在军事和民用等领域具有更广泛的应用价值。在军事方面,卫星导航易受人为干扰,不宜用于洲际导弹、航母、轰炸机等装备,而采用仿生偏振导航与惯性导航的组合导航,可以实现不受干扰的全自主导航。在民用方面,如森林救援、树荫下,在GPS信号受遮挡而信号拒止,可以采用仿生偏振导航实现导航功能。在高压线等附近存在电磁干扰的场合,磁罗盘等器件不能使用,仿生偏振导航传感器可以取代磁罗盘实现无人机姿态信息测量。在深海隧道、矿洞等环境中,如果卫星导航无法使用,可利用矿灯自制一个偏振光分布模式实现导航。

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