2018/12/13
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聊聊无人机在灯光秀中的那点事
2018(第十九届)海南国际旅游岛欢乐节在11月24日开幕。作为2018海南欢乐节彩蛋打造的无人机灯光秀表演，则在11月23日晚上8:30在海口市万绿园内首次亮相。
表演开始后约一分钟，阵型开始散乱，甚至有无人机掉落。据了解是有人为近距离在恶意干扰，第一场表演遗憾收场。
无人机现场掉落视频
现场工作人员经过紧张调试，22点30分，表演得以继续。
通过灯光和空中定位的变化，无人机排列出一系列富有2018海南欢乐节纪念元素及海南特色图案和字样，包括“欢乐海南，从海口开始”“瓦爱鲁，海南”“熊猫贡贡和舜舜”以及代表着“欢乐节”的图标及吉祥物欢欢和乐乐的图案。
其实，像这种无人机编队表演出现失误的情况也不是第一次。在今年五一，西安千架无人机灯光秀由于表演中的一段失误，导致“乱码”。
随着无人机在灯光秀中的运用越来越广泛，出现失误的情况也偶尔会发生，下面我们来扒一扒无人机灯光秀中的运行原理和容易碰到的问题。
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无人机灯光秀主要靠轨迹
无人机灯光秀用的是四旋翼无人机，本身飞行控制能力很强，可以前飞、后飞，可以悬停，可以平移，可以向任何方向调整自己的位置。无人机在空中呈现图形，并非像显示屏那样把每架飞机当做一个像素点，靠不同颜色的变化来呈现图形，而是每架飞机必须要飞到指定的位置才能调整灯光。所以需要事先编好每架飞机的飞行轨迹和位置，包括对灯光的控制。这些都是通过计算机来实现控制的，需要事先编好程序。
2
无人机控制飞行靠指令
四旋翼无人机靠调整四个旋翼的速度，来控制和实现在空中的各种动作。旋翼转速快了就上升，转速慢了就下降。若四个旋翼的速度不一样，就会产生倾斜朝一边走，从而产生平移。这需要协调控制，要求很高，否则就会翻跟头。每个无人机上都带有一个飞控系统，这是它的核心控制系统。尽管从地面基站发来的行动指令很简单，但要具体实现每个指令，都需要飞控系统对四个旋翼的速度进行精准控制才可以做到。
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“不撞机”是无人机表演的最大难点
那么如何保证那么多飞机不发生碰撞?这是飞行控制的难点和重点，要求事先把航路规划好。每架飞机的飞行路线都要通过地面基站规划和计算好，不能有交叉，有交叉就会撞。地面基站就是控制中心，相当于计算系统加通信系统。在地面基站和无人机之间，可以用无线电来通信，也可以用4G或5G信号来联系。4G或5G信号相对于无线电来说带宽更宽，可以容许大量的通信。
大型无人机灯光表演出问题，可能性大概有以下几点：
一是定位系统。这和卫星有关系，需要定位得非常准确才可以。如果定位系统出了问题，比如GPS丢星，无人机就可能找不着自己编队。无人机架次越多，出问题几率就越高。
二是通信系统。大量的无人机和基站之间是要有通信的，这样才能知道每架飞机往哪儿飞，轨迹怎么规划，当前到达什么位置。若通信信号中断，无人机就会找不到自己位置。
三是飞行器本体问题。比如无人机自身电力不足，飞不动了，控制不了自己的姿态了，就会出现偏移。
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