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無人機編隊表演的前世與今生

發(fā)布日期:2018-05-13??來源:酷飛網??作者:admin我要投稿我要評論

近幾年來,隨著無人機的應用越來越廣泛,無人機行業(yè)開始強勢發(fā)展,也催生了無人機編隊事業(yè)的崛起。

 

無論是兩會期間,大型MV《再一次出發(fā)》中,由無人機組成的巨幅國旗緩緩在市民中心上空升起;還是在西安創(chuàng)業(yè)咖啡街區(qū)上空,由500架無人機完成的3D表演;抑或是狗年春晚上,無人機燈籠舞動北京,巨型3D立體海豚飛躍港珠澳大橋,無人機煙火表演燃亮三亞夜空;平昌冬奧會開幕式上創(chuàng)記錄的1218架無人機表演......無不預示著無人機編隊表演發(fā)展的強勁勢頭。

 

 

據業(yè)內人士透露,一次規(guī)模較大的表演服務,報價大多都超過100萬元人民幣。目前,億航、零度及Intel相繼進入這個市場。

 

無人機編隊表演場景有哪些?

 

一般來講,大多數(shù)室外無人機編隊表演主要運用差分GPS來定位。由于普通GPS定位可能導致數(shù)米的誤差,在無人機升空時可能導致炸機、撞機等安全隱患。在使用RTK技術后,通過建立在地面的基準站校準,差分GPS的精度可以達到厘米級,這樣就能順利進行編隊了。但由于差分GPS的價格不菲,更無法在室內使用,也使得不少廠商和服務方望而止步。

 

還有一種是室內無人機編隊表演,在表演的地面上有著各種明顯的標記,這是就是給室內光流定位系“看”的標記點。

 

一般來說,無人機的底部有超聲波高度計,用來測量無人機距地面高度,而向下的攝像頭可以識別這些地面上的標記點。這樣的室內定位系統(tǒng)在消費級無人機上已經普及,它精度高、價格低,適用于室內,但是飛行高度有限,一般只有幾米高。

 

此外,為了達到多架無人機協(xié)同運動,還需要解決解決授時、導航、抗干擾及路徑協(xié)調等諸多難題,這些難題的解決,說起來容易,做起來難。筆者認為這也是編隊飛行表演價格居高不下的真正原因。

 

無人機編隊表演原理及起源

 

但實際上,無人機編隊并不是一個新鮮的領域。動物界集群行為是指以群體的形式出現(xiàn),目的是通過相互合作提高群體的利益,同時滿足自己的利益。無人機集群技術正是源于自然、源于生活,最初的無人機集群概念起源于古老的昆蟲蜜蜂。

 

最早應用這一技術的便是在軍事領域說的無人機集群控制技術。傳統(tǒng)意義上的無人機集群由大量相同或不同類型的無人機組成,每架無人機都是一個智能體,具有獨立飛行、偵察等能力,彼此間通過無線網絡等方式進行態(tài)勢共享與信息交互,從而達到無人機群與有人機或地面也存在信息交互,最終實現(xiàn)無人機群體的管理、群體間任務的分配、群體航跡的規(guī)劃及單無人機航跡的規(guī)劃等。

 

 

要實現(xiàn)這個目地,首先需要設計集群管理控制器,通過設計控制算法,使這個群體能夠像蟻群、鳥群等自主去尋找火炮陣地,同時在飛行過程中,探測周圍的障礙物、雷達等威脅,并在機群內共享這些信息,使機群能夠自主的規(guī)劃出最佳飛行路線,避開威脅物,以最短時間到達目的地。在到達目的地后,根據各個無人機的功能,通過集群管理,給各個無人機分配不同的任務。

 

未來,無人機集群是什么樣的?

 

近幾年,無人機行業(yè)發(fā)展迅猛,無人機集群因其低成本、高效率的特點,在國內外已得到廣泛關注。

 

現(xiàn)在,在軍事對抗領域中,有人機負責控制無人機群,對其發(fā)送指令,無人機群收到作戰(zhàn)指令后,集群內偵查無人機自主探測敵方陣地坐標、探測威脅物,通過無人機群間網絡,有人機與無人機群進行信息交互,通過無人機集群協(xié)同控制器的計算,規(guī)劃處最佳的飛行路線及攻擊方案,實現(xiàn)對敵方陣地的偵察及最大限度的破壞,最大限度提高任務成功率同時降低己方人員傷亡。

 

無人機編隊表演

 

隨著軍民融合的深入,無人機集群控制技術在民用領域也具有較好的發(fā)展前景,不僅能夠應用在無人機編隊飛行表演中,將無人機與其他表演元素結合,充分發(fā)揮無人機在表演中的潛力和優(yōu)勢,最大化其帶來的震撼效果;在未來,這種大規(guī)模協(xié)同工作方式,將大大提高搜索效率和探測精度,在提供準確數(shù)據的同時,為農林防護和搜索救援等取得寶貴的時間。

 

 

 
 
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