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无人机在冬奥会上表演难在哪儿?
wangying | 2018-02-10 13:09:05    阅读:4683   发布文章

——1218架英特尔无人机组成灯光秀,打破了吉尼斯世界纪录

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    图:300架英特尔Shooting Star无人机从天空飞过,形成奥运五环图案

        大家都看过“挑战吉尼斯纪录"类节目吧?每次挑战都令人称绝!那么,这次表演"绝"在哪儿?

        2月9日晚,平昌冬奥会开幕式令人难忘,尤其上千架无人机在空中组成的滑雪人形和奥运五环,表演令人惊叹。据英特尔随后发来的新闻稿,这些无人机是英特尔Shooting Star™(笔者注:中文含义:流星)产品,一共1218架。这次还创造了同时放飞数量最多无人机的吉尼斯世界纪录,超越了2016年英特尔在德国创下的同时放飞500架无人机世界记录。

        网上资料显示,英特尔Shooting Star™无人机是专为娱乐体验而设计的一款无人飞行器(UAV),2016年问世。它配备了LED灯,能够为动画图案创造无数的颜色组合并轻松编程。这一组无人机只需由一名“飞手”来控制。

        英特尔称,接下来的2月10日到24日,300架英特尔 Shooting Star™无人机将在每场夜间颁奖仪式中表演。   

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  上图来源:网络上Shooting StarTM的相关图片

                        难点分析

       大家都看过央视每周末的“挑战吉尼斯纪录"节目吧?可见每次挑战都很了不起!

       那么这次为何叫打破吉尼斯记录?笔者也从电子飞控角度解读一下难点。

       无人机本身的难点有两个:定点悬停和按照目标行进。天上/现场多少会有点风,因此要减少抖动,避免翻转,并实现高精度,这需要对四旋翼/多旋翼进行大量实时计算,要有一套优化的算法。估计擅长计算的英特尔CPU及软件算法在此发挥了重要作用。

       那么,3D空中定位如何实现?通常采用GPS定位,应该有GPS传感器定位位置(注:比汽车的2D定位难度要大),陀螺仪感测倾角,加速度计辅助提高精度等。

       此外还有测距,用于避障,市面上有红外和激光测距(注:二者基本都在同一频谱,不同点是发光方式不同,前者通常用发光二极管,后者用激光器)。有些有视觉定位,即计算机视觉,英特尔有RealSenseTM(实感)解决方案。此次表演也有特殊难点,无人机上搭载的是LED灯,LED光/环境光会对图像传感器的感测产生干扰;再有,这次表演是在夜间,黑色是吸收色,对光传感器的“感测”难度不小。

       另外,无人机关键指标之一是重量。“我也能做!”也许一些发烧友会这么说。但是这么“轻”很不容易。资料显示,2016年的英特尔Shooting StarTM 无人机机身框架采用柔性泡沫塑料和无螺丝结构设计,重量为 280 克(比排球还轻)。之所以轻,因为无人机机身框架采用柔性泡沫塑料和无螺丝结构设计。为何要轻?当然是为了增加续航时间。此次表演也有特殊性——温度0℃左右,电池对低温很敏感,尤其0℃以下性能下跌很快,大家用手机都会有这样的体会——冬天手机电池用得很快,寒冷时很快就没电了。

       最后,可靠性高。上千架无人机没有一架“掉链子”(注:也许有“掉链子”的,但能马上弥补),达到了可靠的商业级标准,这需要千锤百炼的可靠性试制。网络资料显示,该四轴飞行器采取的办法有:螺旋桨搭配加盖保护罩,以确保无人机的飞行安全。操作方面,该设备可轻松编程、组装和操作,并且防水防泼溅,可在小雨中正常飞行。

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       图:Shooting StarTM的参数(来源:2016年网上资料)

        再补充一下网上看到的资料:Shooting StarTM无人机内置 LED 灯,可根据 RGBW(红、绿、蓝、白)光谱创造出 40 亿种颜色组合。另外,该无人机自带的灯光秀软件会在每次飞行之前进行完整的机队检查,并且能够基于电池续航时间、GPS 接收等因素为每次飞行挑选最合适的无人机。

              小结

        这次飞行是典型的物联网应用,“云”是一人控制的电脑/地面站,“端”是上千架无人机,进行感知及大量“边缘计算”,“管”采用了无线通信。无人机具有轻重量和可靠的商业级应用特点。

       想起那句经典的话:谁都能做,但做好、做精不容易!

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jobs  2018-02-13 16:13:50 

我觉得无人机应该不会在一个平面上,只想知道其具体实现细节。

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