300架無人機同時升空是什麼樣的場面，如何控制？

大家好！我是對龍蝦過敏的鯊魚姐

近日

在南京航空航天大學

西操場上

三百架無人機準時升空，上演了

長達

八分鐘的酷炫表演

攝影：姬乙軒

據悉

這場表演是由南航2015屆

飛行器製造專業畢業生王鈺霖

帶領

團隊

進行無人機技術操控，

通過

無人機群

表演感恩母校，獻禮南航

「我是南航的畢業生，再加上我現在正在從事

無人機這個事業。所以我就想把我所從事的

無人機

相關技術的運用展示給我的學弟學妹們「

人們看到無人機燈光秀

現場的精彩8分鐘，卻很難想像團隊背後

投入的努力，從表面上看，本次

表演的

三百架無人機只需要一台電腦，

一個人

進行控制即可完成，但幕後

凝聚了

團隊大量的心血

不知道大家了解了

這個精彩表演背後的原理了嗎

再讓我們

嘮叨一下，

如此壯觀的

無人機

燈光表演

是如何實現的呢？

一、三維建模技術

有人可能會說

這麼多無人機要多少人控制啊

這些無人機其實有一個共同的指揮官

那就是地面幕後控制的電腦

電腦裡面的軟體根據人們畫好的圖案進行

模型計算，把人們想要看到的畫面

轉換成

無人機的運動路徑，然後變成

無人機

能

看懂的

0和1遠程發送給每一架無人機

二、令牌環網機制

地面上的電腦根據

一定的模型計算出來了每架無人機的

路徑數據，那麼它如何把數據

發送給無人機呢？

肯定是通過無線通信技術

但是有個問題就是單純的點對點

通信技術是

應付不了這麼大的陣仗的，

大家的

頻率一樣，直接把數據

丟出去

勢必會亂套

這裡面就要用到

IEEE802.5令牌環網技術，我們看到的

無人機動作整齊劃一，好像

同時在

受到控制一樣，其實在一個極短的

時間段裡面只有一架無人機

在跟

電腦進行通信，它們在和電腦玩一個

「擊鼓傳花」的遊戲，這個花

就是

「令牌」，

每架無人機收到數據後

都會判斷

是不是自己的數據，如果是

就收下「令牌」，否則就丟給其他兄弟

同一時刻只有拿到

「令牌」的無人機有權利跟電腦通信

其他無人機則待命，

就這樣

「令牌」在無人機之間

快速反覆地傳遞

確保每一位兄弟都有機會跟電腦通信上

三、差分GPS（DGPS）技術

無人機收到了電腦

發出來的路徑規劃之後，就要開始沿著

自己的路徑運動了，但這裡有個問題，

它是

如何實時得知自己的位置並

準確

按照路徑飛行的呢？

不難想像

很多人第一反應都是GPS

GPS我們經常用，手機上就有，車上也有

但是我們有沒有注意到GPS的

精度確實有瑕疵，經常把我們定位到馬路對面？

民用的GPS定位精度只有3到5米

按照這樣的定位精度來飛，就算無人機

不撞成一鍋粥，那組成的圖案

也會慘不忍睹

怎麼解決呢？

這就要用到差分GPS技術了

差分GPS技術其實也是一種GPS技術的

應用

無人機直接用GPS定位

由於存在無法消除的誤差，導致定位

精度達不到編隊飛行的要求

這時候

偉大的工程師們想到了

在地面上架設一個GPS基準站的點子，這個

地面

基準站有事先知曉的準確的

空間坐標，

然後跟實時測量到的GPS結果

進行差分，把誤差實時發送給無人機

無人機則根據收到的誤差信息對自己的位置

進行實時糾偏，這就是差分GPS技術

這些技術的完成

不可或缺的是各個專業學科的

配合與交叉，其中涵蓋了我校的

許多

工科專業，包括飛行器設計與工程

飛行器製造工程

飛行器動力工程，飛行器環境與生命保障工程

探測制導與控制技術，飛行力學

航空電子電氣技術，航空材料精密成型技術

航空發動機製造技術等等

最後再來看一個同學們自己拍攝的視頻

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