帥哥
隨著科技的進(jìn)步，無人機(jī)編隊(duì)表演越來越受到歡迎與喜愛，這也正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煙花成為新型的多元化的一種傳媒手段。許多的節(jié)假日活動(dòng)，景區(qū)宣傳，企業(yè)宣傳，展會(huì)活動(dòng)宣傳，都用到了無人機(jī)編隊(duì)表演而更加的聚集人氣。
那無人機(jī)編隊(duì)表演應(yīng)用到了哪些技術(shù)手段，又如何實(shí)現(xiàn)的呢？四川宇時(shí)創(chuàng)新科技有限公司發(fā)布的無人機(jī)編隊(duì)表演技術(shù)將一步一步為大家進(jìn)行技術(shù)解密。讓大家更好的了解無人機(jī)編隊(duì)表演背后的技術(shù)。
今天介紹的是無人機(jī)編隊(duì)表演的硬件：
1、機(jī)架動(dòng)力套裝
2.無人機(jī)飛控系統(tǒng)，根據(jù)目前市場(chǎng)的主流，我們選擇pixhack作為我們的飛控硬件。該硬件能同時(shí)支持ardupilot與PX4的固件，我們編隊(duì)表演的固件也是基于上述的固件進(jìn)行進(jìn)一步定制開發(fā)來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)表演的功能。
3.無人機(jī)集群數(shù)傳系統(tǒng)
4.無人機(jī)集群RTK定位系統(tǒng)
5.LED驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)
要進(jìn)行無人機(jī)集群編隊(duì)表演第一個(gè)是要解決無人機(jī)定位的問題，傳統(tǒng)的GPS定位的誤差在3M左右，氣壓計(jì)的誤差也在米級(jí)別。所以要在夜空中呈現(xiàn)出漂亮的圖案，需要使用到RTK高精度定位系統(tǒng)。主流的RTK定位方案采用ublox M8P ，最新的采用ublox f9p兩種方案。但基本原理都是一一致的。都是基站發(fā)送RTK（RTCM）修正數(shù)據(jù)給移動(dòng)站。
基于Ardupilot的MP地面站已經(jīng)能夠做到將RTK的修正數(shù)據(jù)通過飛控的數(shù)傳系統(tǒng)發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)再發(fā)送給移動(dòng)站。這樣充分的利用了飛控的數(shù)傳系統(tǒng)。
但是呢，我們無人機(jī)編隊(duì)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)地面站控制成百上千臺(tái)無人機(jī)實(shí)現(xiàn)集群表演，首先要解決的就是通信的問題。
目前主流的有xbee，zigbee，lora，3DR無線數(shù)傳，WiFi，4G等通信方案。
為了方便的接入地面站管理，我們推薦使用wifi和4G這兩種方案中任選一種。
使用wifi的優(yōu)勢(shì)在于不用接入互聯(lián)網(wǎng)，整個(gè)飛機(jī)都在局域網(wǎng)中，使用大功率基站wifi的傳輸距離半徑也可達(dá)到400米左右，滿足編隊(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景。但是缺點(diǎn)在于2.4G的通信容易受干擾，我們有一次同時(shí)和手工飛了6臺(tái)飛機(jī)，近距離情況下容易被遙控器和2.4G的圖傳設(shè)備干擾。不過拉開距離后問題得以解決。通信的距離有限。不過可以通過增加AP數(shù)量來解決。便攜性與經(jīng)濟(jì)性都是十分的可觀。
使用4G數(shù)傳的優(yōu)勢(shì)在于通信簡(jiǎn)單，采用4G數(shù)傳可以有效的解決無人機(jī)編隊(duì)表演組網(wǎng)的問題，因?yàn)檫@個(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)通過運(yùn)營(yíng)商解決了，同時(shí)也降低了通信受干擾的問題，通信距離也是有保障的。4G網(wǎng)絡(luò)有什么缺陷呢？1.經(jīng)濟(jì)性太差，4G數(shù)傳的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于wifi的價(jià)格。2.每臺(tái)4G數(shù)傳需要配一張SIM卡，SIM卡不方便管理是否正常。3.4G數(shù)傳的高度太差，一般正常的4G數(shù)傳高度在離地300米左右就會(huì)沒有信號(hào)，我們?nèi)ツ暄邪l(fā)的4G數(shù)傳的高度可以達(dá)到1500米左右。這個(gè)高度確實(shí)是一個(gè)問題，但這對(duì)于編隊(duì)表演來說是完全足夠使用的。所以目前采用4G方案的廠家也是非常的多。4G數(shù)傳還有一個(gè)問題就是對(duì)于基站依賴性特別大，如果某地同時(shí)容納的人數(shù)太多的話，會(huì)導(dǎo)致基站處理不過來，這樣會(huì)導(dǎo)致4G無法工作。（國(guó)慶節(jié)有一次，有一家現(xiàn)場(chǎng)超過3萬人，4G沒有信號(hào)）?？偟膩碚f采用4G數(shù)傳的方案是瑕不掩瑜，很值得推薦使用4G數(shù)傳進(jìn)行編隊(duì)。
還是回到RTK的問題，為了讓集群的RTK正常工作，（注意移動(dòng)端的RTK只需要接收RTK修正數(shù)據(jù)即可，無需發(fā)送數(shù)據(jù)給基站端），我們需要讓基站的RTK修正數(shù)據(jù)發(fā)送給移動(dòng)端。主流的有2種處理方式：
1.基站直接通過無線數(shù)傳廣播的形式發(fā)送給移動(dòng)端。這個(gè)方案也是目前采用的最多的方式。采用P900的傳輸距離可達(dá)10KM+，這種也是很可靠的。
2.通過將RTK修正數(shù)據(jù)通過地面站軟件發(fā)送給飛控，飛控發(fā)送給移動(dòng)端。這種方式總的來說是比較冗余的，好處來說是可以節(jié)約一個(gè)數(shù)傳的成本。
目前我們采用的方式是將兩者結(jié)合起來，采用雙路數(shù)傳設(shè)計(jì)。通過單獨(dú)的RTK基站軟件通過無線和WIFI同時(shí)發(fā)送RTK修正數(shù)據(jù)給飛控，飛控解析后發(fā)送給移動(dòng)站。這樣，在任意一路RTK修正數(shù)據(jù)發(fā)送失敗的情況下，另外一路的冗余可以保證RTK修正數(shù)據(jù)能及時(shí)的發(fā)送給移動(dòng)站。保障定位的準(zhǔn)確性（已申請(qǐng)專利）。
好了，無人機(jī)編隊(duì)表演第一步，高精度定位已經(jīng)完成。
關(guān)注 四川宇時(shí)創(chuàng)新科技有限公司
編輯于 2019-10-14
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