无人机灯光秀用的无人机（2200架无人机完美的图案组合）

9月3日为纪念第二次世界大战胜利75周年在俄罗斯圣彼得堡市举行了一场盛大的无人机灯光秀，2200架无人机在600米高空不断变换色彩和队形构成了多组3D图案。

没看过的可以看下我之前的视频，那么很多朋友一定在思考这2200架无人机是如何做到在空间上几乎完美的图案组合的呢？这里我以Intel的无人机灯光秀为例大概和朋友们聊聊你想知道的那些事。

本人非行业相关人员，只是通过阅读消化大量相关文章按自己的理解为大家做一次科普。欢迎行业相关人员在评论中对错误观点进行批评指正

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我们聊聊几个基本问题：

无人机

英特尔采用的是自家研发的Shoot Star™ 无人机

四旋翼轻量化的小型无人机，主要材料是塑料和泡沫，机腹有个多色高亮度LED，可以进行数十亿种颜色组合。

说白了就是：小 ，轻， 色

图案

这个大家其实很容易就能想到了，图案肯定是事先通过计算机建模出来的，然后再通过无人机专用的控制软件转换成每架无人机的飞行路径及对应灯光颜色。保证起飞后让每一架无人机都能够沿着正确的路径停到正确的位置亮正确的灯光，从而构成让人震撼的空中图案。

大家可以想象，面对数千架无人机的密集队形，任何几架无人机如果走了错误的路径，那么后果可能就是整个灯光秀的失败。所以对这套群控系统和无人机本身的可靠性提出了较高的要求。这10分钟的灯光秀考验的是扎实的技术能力。

正所谓空中一分钟，研发几年功。

目前有能力进行这种数千架无人机灯光秀表演的公司主要是美国和中国公司。

通讯

上面说了，无人机飞行路径和空间停留位置是决定灯光秀成败的主要参数。那么如何让无人机能严格按照预想来运动呢？大家想想有啥办法？

1 往高端想，无人机可以和地面集控系统通讯，那么也自然可以互相通讯。这样通过编程提前告知要组成的图案，其它就让无人机自己干吧，一声起飞令，大家自己互相调整位置，选择最优路径，“我往左”“你往右”“距离别太远”，这就和我们八一空军表演队一样。想想就觉得很酷。但这个对无人机本身的计算能力和大量无人机的无中心网络实时通信要求较高。

2 如果上面的要求有些高，那干脆就像小米机器人一样，提前把整个表演的路径，灯光等参数全部传给无人机，然后统一起飞，后面无人机就按照预先编号的程序自己表演去，最后再统一回来就OK了吗。首先你要保证无人机能够统一起飞，如果有几架起飞慢了或快了，那不就完犊子了。而且放出去就这么撒手不管了，好几千架无人机，几十万美金的项目，你就这么放下，这得对自家无人机有多么高的自信，就为了省点网络通讯，就算你有足够自信，后面还有个定位精度，这个要命的问题

3 路径是要提前告诉这帮小家伙的，但整个表演工程师需要集控系统实时对每架飞机进行实时监控，并在必要的时候对其进行调整的。这里就涉及了地面集控站同几千架无人机如何稳定通讯的问题。

你可能会想，这玩意和路由器一样一个对多个点不就成了，但你家里网络设备多了还会有一定的干扰问题，这数千架无人机在有限的空间里，通讯干扰可想而知，哪怕有一个通讯丢包，那么后果也是不可想象的。

因为当前无线网络的通讯速度是极快的，每次只和一架无人机通讯，所有无人机全部联系一遍也是在极短时间内可以完成了，而每次只同一架无人机通讯就不存在什么通讯干扰造成丢包了。这就是我们常说的“令牌环”。就是在可容忍的短时间内遍历每一架无人机。

解决了通讯问题就是我们的一个最大的挑战，定位了

定位

上面说的灯光秀的成功要素，归根到底就是“定位”的准确性。没有准确的位置，神马路径，图案，全是空谈。

说到定位，你想到的是GPS，北斗等。但民用的精度可能对开车导航影响不大，但在这个对位置达到吹毛求疵的表演场合，这个误差已经可以让无人机变成无头苍蝇了，那就不是图案，而是灾难了。

既然问题出在GPS导航的误差上，那么我们在无人机上消除这种误差就能让无人机精确定位了。所以我们用到的就是：

差分GPS（differential GPS-DGPS，DGPS）

简单说就是在表演区域的地面上设立一个GPS地面基准站，然后将差分计算出来的误差发给无人机，让其对自己的位置能够进行精确修正。

这就又回到上面的通讯问题。