無人機：精準(zhǔn)而優(yōu)雅的夜空畫家

徐蜜桃

見識過中國年傳統(tǒng)的項目之后，咱們再來看一看中國年現(xiàn)代與科技的一面。在重大的節(jié)慶典禮時，無人機編隊表演開始成為常態(tài)，靈巧的無人機矩陣在夜空中變換出一幕又一幕精美的畫面，讓人驚奇不已。關(guān)于這些夜空中的繪畫精靈，你是否想過它們是怎么完成表演的呢？

三分天下，“草圖”要精準(zhǔn)

想要控制一架無人機并不難，只需要一個飛手，那幾百架次的無人機同時起飛，還要讓它們乖乖地在天空中組合排列出預(yù)設(shè)的畫面，這需要什么樣的技術(shù)？肯定不是幾百名飛手同時操作，想想你們做課間操時的場景，就知道要實現(xiàn)幾百人動作的整齊劃一有多難了，這背后發(fā)力的是無人機的編隊集群控制技術(shù)。

具體來講，在飛行表演之前，工作人員需要確定三個區(qū)域——起飛區(qū)、表演區(qū)和觀眾區(qū)。起飛區(qū)是無人機集群擺放和起飛降落的地方，表演區(qū)是無人機升空之后表演的區(qū)域，就是天空中“畫布”的位置，觀眾區(qū)則是觀眾現(xiàn)場觀看和攝像機擺放的位置。確定了三塊區(qū)域，執(zhí)飛人員會用專業(yè)設(shè)備采集三塊區(qū)域的地理信息并輸入編程軟件，將三塊區(qū)域?qū)崿F(xiàn)互相關(guān)聯(lián)。

當(dāng)“畫布”的大小和位置確定之后，工作人員便可以用特定的編程軟件，在電腦上畫“草圖”。與在紙上畫畫不同的是，編程軟件里的“草圖”就是每架無人機的飛行路徑，所以在前期編舞階段，工程師要做好嚴(yán)密的驗算和試跑，保證飛行路徑的準(zhǔn)確無誤。

三個小妙招，讓無人機群乖乖作畫

“草圖”畫好之后，如何讓無人機在天空去實現(xiàn)這些圖案并且互不干擾呢？這就不得不提其中的三個小妙招了。

● 妙招一，搭建局域網(wǎng)，互相不干擾。

還記得電影《流浪地球2》中，突然失控的無人機嗎？一場大型的無人機表演，參演的無人機成百上千架，萬一失控后果可不堪設(shè)想。

所以起飛之前，地面的執(zhí)飛人員在無人機的擺放區(qū)，把電臺、RTK 基站、POE 設(shè)備、AP 設(shè)備和終端電腦一字?jǐn)[開，為執(zhí)行任務(wù)的幾百架無人機搭建一個小型的局域網(wǎng)，形成一個封閉的網(wǎng)絡(luò)空間。這樣，無論外界的電磁信號有怎樣的波動，局域網(wǎng)內(nèi)無人機的通信都不會受到影響，實現(xiàn)安全的飛行表演。

● 妙招二，表演計劃早知道，有序飛行不亂跑。

當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備一切準(zhǔn)備就緒，工作人員便可以通過總控端的電腦，給每一架無人機分批次地分發(fā)獨一無二的專屬任務(wù)文件。文件記錄著每架無人機從表演開始到結(jié)束的全部任務(wù)信息，包括每一秒鐘它的高度、速度、加速度、經(jīng)緯度、燈光的顏色等詳細參數(shù)，都被安排得明明白白。

● 妙招三，精準(zhǔn)定位有保障，緊密相連不碰撞。

有的同學(xué)可能會好奇：即使有了任務(wù)文件，無人機又是如何判別自己的位置呢？它們在空中不會迷路嗎？

秘密都在無人機內(nèi)置的RTK 模塊之中。RTK 模塊你可能不了解，但說到汽車導(dǎo)航時所用的GPS 定位軟件，你一定不陌生。RTK 模塊是在GPS 定位的基礎(chǔ)上開發(fā)的一款厘米級定位軟件，在RTK 軟件的加持下，無人機不僅會捕獲自己的位置信息，而且可以達到厘米級別的精準(zhǔn)。如此一來，幾百架次的無人機便可以確認(rèn)自己的飛行路徑，從而各“飛”其道，彼此之間不會發(fā)生碰撞。

所以，在這“三個保險”的共同加持下，無人機集群才得以完美地完成飛行任務(wù)，為夜空帶來了一幅幅震撼絕倫的畫面！

地理啟蒙

·七年級地理上“利用經(jīng)緯網(wǎng)定位”

·地球表面任一地點的經(jīng)緯度位置，就是某條經(jīng)線和某條緯線的交點。