无人机编队表演的前世与今生

近几年来，随着无人机的应用越来越广泛，无人机行业开始强势发展，也催生了无人机编队事业的崛起。

　　无论是两会期间，大型MV《再一次出发》中，由无人机组成的巨幅国旗缓缓在市民中心上空升起;还是在西安创业咖啡街区上空，由500架无人机完成的3D表演;抑或是狗年春晚上，无人机灯笼舞动北京，巨型3D立体海豚飞跃港珠澳大桥，无人机烟火表演燃亮三亚夜空;平昌冬奥会开幕式上创记录的1218架无人机表演……无不预示着无人机编队表演发展的强劲势头。

　　据业内人士透露，一次规模较大的表演服务，报价大多都超过100万元人民币。目前，亿航、零度及Intel相继进入这个市场。

　　无人机编队表演场景有哪些?

　　一般来讲，大多数室外无人机编队表演主要运用差分GPS来定位。由于普通GPS定位可能导致数米的误差，在无人机升空时可能导致炸机、撞机等安全隐患。在使用RTK技术后，通过建立在地面的基准站校准，差分GPS的精度可以达到厘米级，这样就能顺利进行编队了。但由于差分GPS的价格不菲，更无法在室内使用，也使得不少厂商和服务方望而止步。

　　还有一种是室内无人机编队表演，在表演的地面上有着各种明显的标记，这是就是给室内光流定位系“看”的标记点。

　　一般来说，无人机的底部有超声波高度计，用来测量无人机距地面高度，而向下的摄像头可以识别这些地面上的标记点。这样的室内定位系统在消费级无人机上已经普及，它精度高、价格低，适用于室内，但是飞行高度有限，一般只有几米高。

　　此外，为了达到多架无人机协同运动，还需要解决解决授时、导航、抗干扰及路径协调等诸多难题，这些难题的解决，说起来容易，做起来难。笔者认为这也是编队飞行表演价格居高不下的真正原因。

　　无人机编队表演原理及起源

　　但实际上，无人机编队并不是一个新鲜的领域。动物界集群行为是指以群体的形式出现，目的是通过相互合作提高群体的利益，同时满足自己的利益。无人机集群技术正是源于自然、源于生活，最初的无人机集群概念起源于古老的昆虫蜜蜂。

　　最早应用这一技术的便是在军事领域说的无人机集群控制技术。传统意义上的无人机集群由大量相同或不同类型的无人机组成，每架无人机都是一个智能体，具有独立飞行、侦察等能力，彼此间通过无线网络等方式进行态势共享与信息交互，从而达到无人机群与有人机或地面也存在信息交互，最终实现无人机群体的管理、群体间任务的分配、群体航迹的规划及单无人机航迹的规划等。

　　要实现这个目地，首先需要设计集群管理控制器，通过设计控制算法，使这个群体能够像蚁群、鸟群等自主去寻找火炮阵地，同时在飞行过程中，探测周围的障碍物、雷达等威胁，并在机群内共享这些信息，使机群能够自主的规划出最佳飞行路线，避开威胁物，以最短时间到达目的地。在到达目的地后，根据各个无人机的功能，通过集群管理，给各个无人机分配不同的任务。

　　未来，无人机集群是什么样的?

　　近几年，无人机行业发展迅猛，无人机集群因其低成本、高效率的特点，在国内外已得到广泛关注。

　　现在，在军事对抗领域中，有人机负责控制无人机群，对其发送指令，无人机群收到作战指令后，集群内侦查无人机自主探测敌方阵地坐标、探测威胁物，通过无人机群间网络，有人机与无人机群进行信息交互，通过无人机集群协同控制器的计算，规划处最佳的飞行路线及攻击方案，实现对敌方阵地的侦察及最大限度的破坏，最大限度提高任务成功率同时降低己方人员伤亡。

　　随着军民融合的深入，无人机集群控制技术在民用领域也具有较好的发展前景，不仅能够应用在无人机编队飞行表演中，将无人机与其他表演元素结合，充分发挥无人机在表演中的潜力和优势，最大化其带来的震撼效果;在未来，这种大规模协同工作方式，将大大提高搜索效率和探测精度，在提供准确数据的同时，为农林防护和搜索救援等取得宝贵的时间。