北航新闻网7月13日电（通讯员 王俊杰）北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院张蓓课题组与中国人民大学物理学院王乐课题组合作，系统梳理了“偏振传感与导航”技术的发展脉络，尤其是近几年涡旋偏振传感技术的最新进展。该工作覆盖了“偏振传感与导航”的仿生起源、物理机理、传感原理、导航算法、样机与实验测试，以及技术进展、样机选型、学科交叉等系统分析，是该领域内容覆盖比较全面的一次技术梳理。

该工作以长综述形式发表在《IEEE Transactionson Instrumentation & Measurement》。合作者包括中国人民大学物理学院王乐副教授；技术调研与汇总整理由北航自动化学院2023级研究生单晨宁、2024级研究生王俊杰完成，本科生（冯如杯）刘雨菲和钟贝宁协助。

图1偏振传感与导航算法

1.传感技术汇总与算法匹配

课题组基于所建立的传感技术分类框架，梳理了偏振导航传感技术在2D与3D两类场景下的适用性，归纳了适用于地面水平平台（如机器人、自动驾驶）的2D系列算法，以及通常与惯性导航系统（INS）融合适用于无人机等平台的3D算法。在此基础上，研究进一步给出了不同应用场景下算法与传感器的匹配方案，为工程选型提供参考。

图2导航算法vs传感技术

2.传感技术/原型样机的汇总与实验验证

研究汇总了国内外多个课题组自1997年以来的三大类偏振传感技术（偏振对抗、偏振成像、涡旋偏振），涵盖9个子类传感技术，并梳理了21个代表性原型样机（其中16个2D样机、5个3D样机）的实验情况。实验内容包括室内标定、室外静态/动态测试以及无人机飞行测试。

3.天气干扰与传感器（技术）选型建议

针对实际应用中常见的遮挡、强反射、多散射等干扰，课题组分析了各类传感器（技术）的原理差异，以及其在不同条件下的表现差异，给出了不同天气场景下的传感器选型建议。并且，研究进一步讨论了夜间、水下等多元应用场景偏振导航，以及多源融合导航（如偏振/惯导/地磁融合）。

4.学科交叉与技术前沿

该综述指出，仿生偏振导航只是偏振检测技术的应用场景之一。事实上，偏振检测在材料表征、肿瘤诊断、血糖检测、自动驾驶影像、遥感、电场检测等多个领域都有相应的技术和应用（见该课题组2025年的相关成果@IEEE TIM）。课题组从学科交叉角度，系统梳理了仿生导航中的偏振检测（传感）与其他领域偏振检测的技术共性与交叉融合。

‘Review of Solar Polarization Navigation: Technical Evolution, Sensor-Algorithm Integration, and Prototypes for Ground & UAV Scenarios’, IEEE transactions on Instrumentation and Measurement, 2026.

论文原文链接：DOI: 10.1109/TIM.2026.3711308

（审核：郑征）

编辑：史越