凤凰编队无人机打造空中未来数字化的经济新玩法

  在 2022 年北京冬奥会开幕式之夜，由 2022 架无人机组成的集群以极富创意的 3D 动态表演，在夜空中勾勒出漫天飞舞的雪花、冬奥会会徽以及“冰墩墩”和“雪容融”，给很多观众留下深刻印象。近年来，无人机集群应用在飞行表演、快递物流、精准农业、城市交通等领域大显身手，在全球范围内渐趋流行。2021 年，中国无人机团队以 5200 架无人机集群飞行表演，一举刷新 4 项吉尼斯世界纪录，跃居无人机编队表演榜首。

  无人机表演避免了人的因素影响，它新颖、场面大、气势足、观赏范围广、影响大。慢慢的受到主办方的青睐。凤凰编队无人机将主要提供三种表演方式。

  这是目前最常见、效果最好，也是大家比较熟悉的一种无人机表演方式。由于观赏性强、视觉上的冲击力大，该无人机表演方式常常出现在各大景点的驻场表演、大型活动庆典、各品牌广告投放。

  此类无人机表演大部分都在夜间完成，表演时长也大多是十几二十分钟，表演前工作人员需做如下准备，包括场地勘测、舞步设计、算法编程、效果优化、飞行测试、完整彩排几大步骤。

  不同于常见无人机，户外编队无人机具有轻巧便携、智能控制、全彩灯光等特点，且常以数百架以上为单位出现。

  简单来说就是使用无人机悬挂响应物品来完成表演，常见于开业、周年庆等。目前常被要求挂的物品是红色竖幅。当无人机飞到指定高度后再放出竖幅，场面有点像电视剧里还珠格格们给皇上祝寿。

  此类表演还出现过悬挂电子鞭炮、鲜花、钻戒等物品。如，某某明星用无人机送鲜花、钻戒求婚，开业时用无人机空中“放”鞭炮等。

  该表演常常要使用机动性、马力、灵活度都更强的穿越机来完成。给观众带来在空中往前、后退、转圈、翻转等的飞行体验。对操控飞手要求很高。

  无人机灯光秀是一种典型的集群飞行编队应用。无人机集群里面的成员一定要通过很严格、准确的配合才能完成复杂的灯光秀效果，其中涉及到的关键技术可大致归纳为“测”“传”“算”“控”四个方面。

  和人类一样，“测”“传”“算”“控”分别对应了眼睛、神经网络、大脑和双手，它们通过合作使无人机能到达预定位置。通过“测”量和数“传”通信，无人机能准确地获取彼此的位置、速度等信息，为无人机交互协同提供基础；利用这些信息计“算”无人机下一步的具体任务目标，而后“控”制无人机，实现稳定飞行。

  除了上述四个环节，要完成大规模无人机编队灯光秀，如采用一台主控机实现无人机的信息交互和传递，需要大量计算量。

  “首先要保证飞机自身的高精度定位，目前我们采用的GPS＋北斗的双模RTK定位；同时通过集群通讯系统，我们能知道每台无人机的精确位置，确保无人机之间的安全距离。”

  随着机群数量增加，大规模机群的控制难度是递增的，对于通讯的带宽以及稳定性也有更高的要求。其他的还有数据处理问题，在大型的编队表演中会采用分布式系统的策略，用来减轻数据量过大的问题，分布式系统的优点在去中心化，分布处理数据，其中任何一台系统故障都不可能影响飞行表演。还有在日常环境和无线电环境都会有一定的干扰，因此，需要让无人机拥有更强的抗干扰能力。

  “在编辑整体任务的时候，会通过编队专用的地面控制软件，来计算任务的运动过程，并根据障碍规则来运行防碰撞的算法，生成统一的任务规划；无人机实际飞行中的控制一致性重要，否则就会由于某一台或某几台无人机的运动轨迹不一致而发生碰撞，进而影响整个表演质量。”

  3、使用主流CG电脑软件进行舞步及灯光效果设计,拥有功能插件自主研发能力。

  4、编队仿真。三维实景地图和动画剧本模拟，自研灯光仿真软件,模拟线、飞行测试。反复测试实际飞行效果，精益求精。

  课程以实际任务为导向，结合相关理论知识，紧跟行业发展，让学生能够对无人机编队飞行和地面站规划能力。课程包含两个模块，50个任务，共计32课时的教学。

  以航拍中国真实案例以及运用手法为课程基础，从理论到实践，任务式教学，建立最能让学生学会学懂的航拍课程。