近幾年來，隨著無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，無人機(jī)行業(yè)開始強(qiáng)勢發(fā)展，也催生了無人機(jī)編隊(duì)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(jī)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(jī)完成的3D表演;抑或是狗年春晚上，無人機(jī)燈籠舞動北京，巨型3D立體海豚飛躍港珠澳大橋，無人機(jī)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(jī)表演......無不預(yù)示著無人機(jī)編隊(duì)表演發(fā)展的強(qiáng)勁勢頭。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，一次規(guī)模較大的表演服務(wù)，報價大多都超過100萬元人民幣。目前，億航、零度及Intel相繼進(jìn)入這個市場。
無人機(jī)編隊(duì)表演場景有哪些?
一般來講，大多數(shù)室外無人機(jī)編隊(duì)表演主要運(yùn)用差分GPS來定位。由于普通GPS定位可能導(dǎo)致數(shù)米的誤差，在無人機(jī)升空時可能導(dǎo)致炸機(jī)、撞機(jī)等安全隱患。在使用RTK技術(shù)后，通過建立在地面的基準(zhǔn)站校準(zhǔn)，差分GPS的精度可以達(dá)到厘米級，這樣就能順利進(jìn)行編隊(duì)了。但由于差分GPS的價格不菲，更無法在室內(nèi)使用，也使得不少廠商和服務(wù)方望而止步。
還有一種是室內(nèi)無人機(jī)編隊(duì)表演，在表演的地面上有著各種明顯的標(biāo)記，這是就是給室內(nèi)光流定位系“看”的標(biāo)記點(diǎn)。
一般來說，無人機(jī)的底部有超聲波高度計，用來測量無人機(jī)距地面高度，而向下的攝像頭可以識別這些地面上的標(biāo)記點(diǎn)。這樣的室內(nèi)定位系統(tǒng)在消費(fèi)級無人機(jī)上已經(jīng)普及，它精度高、價格低，適用于室內(nèi)，但是飛行高度有限，一般只有幾米高。
此外，為了達(dá)到多架無人機(jī)協(xié)同運(yùn)動，還需要解決解決授時、導(dǎo)航、抗干擾及路徑協(xié)調(diào)等諸多難題，這些難題的解決，說起來容易，做起來難。筆者認(rèn)為這也是編隊(duì)飛行表演價格居高不下的真正原因。
無人機(jī)編隊(duì)表演原理及起源
但實(shí)際上，無人機(jī)編隊(duì)并不是一個新鮮的領(lǐng)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(jī)集群技術(shù)正是源于自然、源于生活，最初的無人機(jī)集群概念起源于古老的昆蟲蜜蜂。
最早應(yīng)用這一技術(shù)的便是在軍事領(lǐng)域說的無人機(jī)集群控制技術(shù)。傳統(tǒng)意義上的無人機(jī)集群由大量相同或不同類型的無人機(jī)組成，每架無人機(jī)都是一個智能體，具有獨(dú)立飛行、偵察等能力，彼此間通過無線網(wǎng)絡(luò)等方式進(jìn)行態(tài)勢共享與信息交互，從而達(dá)到無人機(jī)群與有人機(jī)或地面也存在信息交互，最終實(shí)現(xiàn)無人機(jī)群體的管理、群體間任務(wù)的分配、群體航跡的規(guī)劃及單無人機(jī)航跡的規(guī)劃等。
要實(shí)現(xiàn)這個目地，首先需要設(shè)計集群管理控制器，通過設(shè)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(dá)等威脅，并在機(jī)群內(nèi)共享這些信息，使機(jī)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(dá)目的地。在到達(dá)目的地后，根據(jù)各個無人機(jī)的功能，通過集群管理，給各個無人機(jī)分配不同的任務(wù)。
未來，無人機(jī)集群是什么樣的?
近幾年，無人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅猛，無人機(jī)集群因其低成本、高效率的特點(diǎn)，在國內(nèi)外已得到廣泛關(guān)注。
現(xiàn)在，在軍事對抗領(lǐng)域中，有人機(jī)負(fù)責(zé)控制無人機(jī)群，對其發(fā)送指令，無人機(jī)群收到作戰(zhàn)指令后，集群內(nèi)偵查無人機(jī)自主探測敵方陣地坐標(biāo)、探測威脅物，通過無人機(jī)群間網(wǎng)絡(luò)，有人機(jī)與無人機(jī)群進(jìn)行信息交互，通過無人機(jī)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(shí)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(wù)成功率同時降低己方人員傷亡。
隨著軍民融合的深入，無人機(jī)集群控制技術(shù)在民用領(lǐng)域也具有較好的發(fā)展前景，不僅能夠應(yīng)用在無人機(jī)編隊(duì)飛行表演中，將無人機(jī)與其他表演元素結(jié)合，充分發(fā)揮無人機(jī)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(zhǔn)確數(shù)據(jù)的同時，為農(nóng)林防護(hù)和搜索救援等取得寶貴的時間。
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