電子科大650台無人機燈光秀刷屏揭秘大規模無人機編隊如何 ...

原標題：電子科大650台無人機燈光秀刷屏揭秘大規模無人機編隊如何演繹理工科浪漫封面新聞記者張崢9月29日，電子科大建校65周年無人機編隊表演閃亮夜空 ... 微博|客戶服務|新浪網 首頁 即時 政治 社會 娛樂 國際 生活 旅遊 科技 體育 財經 綜合 氣象 熱門 綠色永續 五倍券 POP！微博 最新雜誌 財經新聞> 北京新浪網 電子科大650台無人機燈光秀刷屏揭秘大規模無人機編隊如何演繹理工科浪漫 北京新浪網 (2021-10-0113:36) 分享| 原標題：電子科大650台無人機燈光秀刷屏揭秘大規模無人機編隊如何演繹理工科浪漫封面新聞記者張崢9月29日，電子科大建校65周年無人機編隊表演閃亮夜空，650架無人機在夜空中變換、演繹出21個精彩畫面，刷爆朋友圈。

來自「理工科的浪漫」引發無數網友對大規模無人機編隊的各種好奇，封面新聞記者通過採訪電子科大相關負責人、專家，了解到超酷、超好玩的無人機集群飛行中運用到的「測」、「傳」、「算」、「控」技術。

650架無人機演繹21組畫面刷爆朋友圈刷爆朋友圈的電子科大無人機表演前期經過了1個多月的籌備。

「其實，無人機編隊表演時不需要太多人操控，最關鍵的是前期編程、定畫面，這個我們提前準備了1個多月。

」電子科大負責無人機表演策劃的老師告訴記者。

如何通過無人機表演，展示出學校65年的發展歷程、學校的學科特色、學校與校友的聯結是這組策劃的核心。

「不少畫面在設計時，不僅要考慮到畫面的簡潔、背後意義，還要考慮到無人機在天空表演時的展示效果等實際情況，經過了數次調整。

」整個表演時長將近20分鐘，21個畫面，三個篇章：學科特色、成電歷史、成電未來。

第一篇章以指紋開啟晶元時代，流動的代碼010101……，AI人工智慧時代、5G收發信號、人臉識別等幾組畫面展示成電在計算機、通信技術等方面的學科特色；第二篇章通過郭沫若題字的成都電訊工程學院、更名后的電子科大學校名、「求實求真大氣大為」的校訓、Ilove UESTC等畫面展示成電的精神傳承。

最讓成電人激動的創意是，網紅銀杏樹也出現在了無人機表演畫面中：一棵小小的銀杏幼苗，在水滴的灌溉下，茁壯成長為參天大樹，緩緩落下金黃的葉片……畫面唯美，不僅表達了立德樹人的深意，學校65年的成長，也讓人深深懷念起在成電度過的美好時光。

最後一個章節，面向未來，「以奔跑吧成電人」開篇，以一個向前奔跑的成電人，我愛你中國、巨幅五星紅旗結尾。

無人機表演涉及的關鍵技術：「測」、「傳」、「算」、「控」無人機如何在空中排布出各種畫面？如何操控數百台無人機編隊進行表演、造型？表演時如何控制無人機各行其道，互不干擾？電子科技大學航空航天學院首任院長、「飛行器集群智能感知與協同控制」四川省重點實驗室主任秦開宇，校友企業「高巨創新」總經理李晨亮，無人機領域校友企業「億航智能」的技術產品研發副總裁王棟，揭秘了「大規模無人機編隊關鍵技術」背後的黑科技。

秦開宇解釋說，無人機燈光秀是一種典型的集群飛行編隊應用。

無人機集群裏面的成員必須通過非常嚴格、準確的配合才能完成複雜的燈光秀效果，其中涉及到的關鍵技術可大致歸納為「測」、「傳」、「算」、「控」四個方面。

和人類一樣，「測」、「傳」、「算」、「控」分別對應了我們的眼睛、神經網路、大腦和雙手，它們通過合作使無人機能夠到達預定位置。

通過「測」量和數「傳」通信，無人機能準確地獲取彼此的位置、速度等信息，為無人機交互協同提供基礎；利用這些信息計「算」無人機下一步的具體任務目標，而後「控」制無人機，實現穩定飛行。

除了上述四個環節，要完成大規模無人機編隊燈光秀，如採用一台主控機實現無人機的信息交互和傳遞，需要大量計算量。

防碰撞演算法確保無人機各行其道很多網友好奇，在無人機編隊運動協調中，如何做到在通信、位置、飛行姿態等方面互不干擾的？關鍵技術有哪些？李晨亮解釋說：「首先要保證飛機自身的高精度定位，目前我們採用的GPS＋北鬥的雙模RTK定位；同時通過集群通訊系統，我們能知道每台無人機的精確位置，確保無人機之間的安全距離。

」隨著機群數量增加，大規模機群的控制難度是遞增的，對於通訊的帶寬以及穩定性也有更高的要求。

另外還有數據處理問題，在大型的編隊表演中，我們會採用分散式系統的策略，用來減輕數據量過大的問題，分散式系統的優點在去中心化，分佈處理數據，其中任何一台系統故障都不會影響飛行表演。

還有在日常環境以及無線電環境都會有一定的干擾，我們需要讓無人機擁有更強的抗干擾能力。

「在編輯整體任務的時候，會通過編隊專用的地面控制軟體，來計算任務的運動過程，並根據障礙規則來運行防碰撞的演算法，生成統一的任務規劃；無人機實際飛行中的控制一致性重要，否則就會由於某一台或某幾台無人機的運動軌跡不一致而發生碰撞，進而影響整個表演質量。

」王棟補充。

無人機還有這些應用領域「要實現無人機編隊，需要通信、導航、控制等多學科知識的交叉和融合。

」秦開宇說。

依託「飛行器集群智能感知與協同控制」四川省重點實驗室，學校在集群通信、導航、感知和控制等方面，開展了一系列的研究。

「我們針對學生培養，開設了一系列的課程，比如《無人機群智能技術基礎》、《多無人機編隊協同控制實驗》、《飛行控制系統》、《無人機自主任務》等課程，從理論探索到實驗檢驗，以新工科理念，培養學生自主學習和動手實踐的能力。

」除了燈光秀，無人機還有哪些應用領域？秦開宇表示，無人機編隊還可以執行安全監視、物流運輸、電力巡檢等任務。

在軍事領域，無人機編隊能夠完成戰場覆蓋、協同偵察、協同圍捕與打擊或者實現與無人機集群的協同對抗等任務。

未來戰場，有人/無人機的協同作戰則會成為一種新常態，甚至將快速擴展到與無人車、無人船和無人艇的協同，形成更全面的體系作戰能力。

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