👨🏽‍🔬 👩🏾‍💻 👟 Drone Show: mirada interior 👨🏼‍💼 ⚫️ 👩‍👩‍👧

¿Cuántos drones más se encontrarán? Todos están acostumbrados al hecho de que el quadrocopter debe estar con la cámara y tomar algo, pero los desarrolladores de Intel nos han mostrado nuevas áreas de aplicación. Estamos hablando de espectáculos de luces construidos con una gran cantidad de drones, cuando cada dron es un punto luminoso y juntos estos puntos forman figuras tridimensionales en el cielo nocturno. Las empresas que brindan tales servicios están apareciendo a un ritmo sorprendente. Hay más demanda en el mercado que oferta. Entonces, ¿qué se necesita para lanzar cientos de drones al aire? La tarea no es trivial y es muy interesante, por lo tanto, como participante en la dirección emergente, quiero compartir mis impresiones sobre lo que está disponible actualmente y revelar las complejidades de esta industria.

Características técnicas de los drones.

Todo comienza con una plataforma voladora. Sin drones, sin shows. Obviamente, necesita un quadrocopter con dos componentes necesarios: una linterna LED RGB y un sistema de navegación. Si todo está bastante claro con la linterna, necesita una más potente con un difusor instalado, para que se pueda ver mejor desde todos los lados (especialmente cuando se dispara desde el aire, cuando la vista no es desde abajo, sino de perfil o incluso desde arriba), entonces la navegación es mucho más complicada e interesante .

Uno de los primeros drones para espectáculos de Intel, en el patio 2016

Primero debe decidir dónde se llevará a cabo el espectáculo: en interiores o exteriores. Parece que volar bajo el techo es más fácil y seguro, pero ese mismo techo bloquea las señales de los sistemas de navegación global por satélite ( GNSS ) y te obliga a crear tu propio local. Y aquí hay un montón de opciones para desarrolladores. Hay muchos principios en los que puede confiar: radio , ultrasonido , láser , odometría óptica o balizas infrarrojas con cámaras externas . No hay soluciones listas para usar, y cada una nueva no se puede llamar universal; se necesitan las soluciones de hardware y software correspondientes.

La maravillosa caja de navegación interior de Verity

Al aire libre, todos usan sistemas GNSS como GPS, GLONASS, Beidou. Es bastante simple, pero cuando se desarrolla un espectáculo, el parámetro clave es la precisión de posicionamiento y, por lo tanto, bellas imágenes. Aquí, todo no es tan simple como a primera vista: aunque incluso un receptor GPS normal puede hacer frente en el plano horizontal, el error de altura puede alcanzar fácilmente los 10 metros. Puede usar datos barométricos, pero esta solución no es universal: el barómetro a menudo miente y proporciona una altura relativa en lugar de una altura absoluta, lo que nuevamente conduce a una formación imprecisa de los helicópteros.

Vuelo con GPS / GLONASS de precisión habitual, altitud calculada por barómetro

Para reducir la magnitud del error, debe utilizar la tecnología RTK (cinemática en tiempo real). Su principio principal es el uso de un receptor estacionario (estación base), que envía mensajes de corrección a los drones a través de un canal de radio, mientras que la precisión en tres ejes se logra del orden de 2-20 centímetros. Pero nada es perfecto y las desventajas de RTK incluyen el costo relativamente alto de los receptores y la alta sensibilidad a la interferencia.

La tecnología RTK es ideal para espectáculos de drones

Hay otra pregunta: ¿cómo garantizar un vuelo grupal sin colisiones? La forma más simple y suficiente puede ser la sincronización horaria. En otras palabras, si cada helicóptero sabe exactamente dónde debe estar en un momento dado (y qué color incluir en nuestro caso), entonces es posible construir figuras a partir de una gran cantidad de drones. Por supuesto, esto conlleva ciertos requisitos para una "misión de vuelo" grupal, pero más sobre eso es un poco más bajo. Cabe señalar que al utilizar el sistema GNSS, puede obtener una hora global común, que sincronizará a todos a tiempo.
Son posibles otros principios de construcción, como un enjambre, cuando todos pueden comunicarse directamente entre sí, cambiando dinámicamente la trayectoria, mientras resuelven la difícil tarea del comportamiento. Parece complicado y redundante para la tarea de un espectáculo de luces, y todavía no ayudará si falla el sistema de navegación.

CollMot trabajando en un verdadero enjambre

Entre los otros parámetros para show copter, se pueden distinguir los siguientes:

Costo y posibilidad de producción: cuanto más simple y barato sea el dron, más piezas se pueden producir, lo que afectará el costo del espectáculo y la escala del evento;
Peso: además de la ganancia en tiempo de vuelo, un peso por debajo de 250 gramos proporciona una simplificación teórica para igualar el aire, ya que en muchos países existen reglas más leales para UAV por debajo de 250 g;

El helicóptero EHang recuerda a DJI Phantom en tamaño

El diseño del marco, es importante garantizar la seguridad de los dispositivos electrónicos caros en el otoño y pensar en proteger los tornillos, esto aumenta la posibilidad de continuar volando después de una colisión en el aire;
Tamaño: cuanto más pequeño es el tamaño, más conveniente y económico es transportar una gran cantidad de drones, menos ocupan espacio en el aire y más densos pueden colocarse en el suelo;

Un camión con drones llegó a Intel, puedes descargar

Tiempo de vuelo: como muestra la práctica, no debe perseguir un espectáculo largo, ya que la atención de la audiencia no dura para siempre, es mejor tener más dinámica y un componente artístico, por lo que 10-15 minutos son suficientes;
Velocidad: cuanto mayor es la velocidad de movimiento, más figuras puede mostrar, porque una parte importante del vuelo recae en la reconstrucción, así como en el despegue y el aterrizaje.

Hay bastantes compañías en el mercado que lanzaron sus soluciones hace varios años: estas son las Intel y EHang mencionadas anteriormente (EE. UU. Y China, respectivamente), también existe Sky Magic (Japón). También hay muchas nuevas empresas occidentales que están dando sus primeros pasos. En Rusia, hay Geoscan y DroneSwarm . Una solución interesante basada en UgCS , ya que es la única fuente abierta en el campo de los espectáculos de luces. Esto es para volar en la calle.

Para las instalaciones, se puede observar a Verity con su sistema de radio navegación. Intel también está desarrollando un sistema de navegación por radio en interiores, pero hay poca información disponible. Parece que High Great ya está vendiendo una solución para espectáculos en interiores. Hay muchos más ejemplos de vuelos que usan Vicon u OptiTrack , pero no tienen aplicaciones comerciales masivas. Geoscan usa su sistema basado en ultrasonido, pero hasta ahora hay pocos programas que lo muestran.

Pocos pueden permitirse espectáculos de verdad

Sin embargo, no hay mucha información técnica sobre drones. Una solución interesante, en mi opinión, es con Intel. Tienen un dron pequeño, bastante fácil de fabricar, que al mismo tiempo tiene protección de hélice circular. La compañía logró lanzar 2 versiones del helicóptero llamado Shooting Star. EHang y Sky Magic tienen helicópteros más grandes, similares en apariencia a algunos DJI Phantom. Todos están equipados con potentes LED RGB o WRGB y un difusor para aumentar el volumen luminoso.

En el contexto de los demás, la solución de Geoscan - Salute también es interesante. El helicóptero con el mismo propósito es el más pequeño de la clase, pesa un poco menos de 250 gy destaca por su diseño simple y funcional. Un marco de plástico moldeado, como un exoesqueleto, protege todo el relleno y al mismo tiempo sirve como difusor.

Almacenamiento Saludo Geoscan

Los drones de Verge Aero , UVify IFO y Firefly se ven similares: de todos modos , cuando haces un dispositivo para ciertos fines, obtienes el mismo resultado.

Verge aero

UVify IFO

Luciérnaga

También hay un recientemente aparecido, pero rompiendo récords de High Great con un helicóptero sin nombre, que agrada con su pequeño tamaño y linterna brillante. No es muy práctico, la costosa antena GNSS sobresale, pero el posicionamiento es probablemente bastante estable.

2100 drones: el récord para el número en este momento (finales de 2019)

Parte de tierra

Un componente importante en la tierra es la estación base, que tiene varias funciones importantes a la vez, a saber:

RTK: recibir una señal GNSS y generar mensajes RTCM utilizando un receptor y una antena. Por ejemplo, algunos U-Blox NEO-M8P o ZED-F9P, en los que todo se implementa en el interior, son adecuados;
Canal de radio: envía los mensajes RTCM y los comandos de control mencionados anteriormente, como el inicio sincrónico o el aterrizaje de emergencia. Se puede utilizar desde el modo de transmisión unidireccional para redes de malla;

High Great tiene muchas antenas direccionales.

Interfaz remota: conecte una computadora o teléfono inteligente para monitorear el estado de los drones y la base. La conexión puede ser, por ejemplo, a través de Wi-Fi o Ethernet a la base, que puede servir como puerta de enlace entre drones y el operador, así como proporcionar una aplicación gráfica para el operador.

Interfaz de pantalla táctil Intel

Incluso hay menos información que los drones. Se sabe que Intel usa un software con el cual el operador puede monitorear los parámetros de un helicóptero individual y darle un comando en caso de algo. Qué canal de radio se utiliza y con qué arquitectura, solo se puede adivinar.

Ahora pasemos a lo que comenzó todo: pinturas animadas tridimensionales, o simplemente, una animación que comienza a crearse mucho antes del espectáculo en sí. La idea principal es crear el movimiento de ciertos objetos en el espacio que cambian de color y satisfacen los requisitos artísticos y técnicos, como la distancia entre los drones, la velocidad y las etapas de despegue y aterrizaje. La tarea es bastante creativa, ya que necesita crear un espectáculo coreográfico fascinante en el marco de la posibilidad de verificar las condiciones técnicas. No olvides la necesidad de crear métodos con los que puedas construir automáticamente transiciones entre formas. En condiciones de una gran cantidad de drones, indecentemente mucho tiempo llevará trabajo manual. Tenemos que resolver el problema de construir caminos óptimos para mostrar la mayor cantidad de figuras, y no solo un vuelo de enjambre en el tiempo asignado.

Incluso con 100 drones puedes hacer una presentación interesante

Lo primero que viene a la mente en tal situación es usar editores 3D conocidos como 3DS Max , Blender , Cinema4D y otros. No puede prescindir de un buen especialista en este campo, pero puede intentar automatizar algunos de los pasos utilizando complementos y API. Puede ir hacia otro lado y crear su propio editor para el programa, pero esto requerirá un desarrollo serio y luego la búsqueda de especialistas que acepten trabajar en ella no es práctica.

Creando una liebre en Cinema4D

Hay animación, todos vuelan maravillosamente y no chocan, ahora es necesario generar tareas de vuelo para cada helicóptero y cargarlas en el piloto automático. Para esto, probablemente tendrá que usar un software especial y ya depende del controlador de vuelo y del método de carga. La descarga se puede hacer por adelantado o justo antes del lanzamiento, por ejemplo, por radio.

¿Y cómo puede AO Drones construir un túnel de drones?

Lanzamiento

Ahora necesita encontrar un lugar adecuado sin edificios altos y árboles, varios postes con cables y líneas eléctricas, inaceptables en las cercanías debido al peligro de colisión e interferencia con la señal GNSS. No es necesario decir que no deben existir extraños debido a los objetivos de seguridad y a atraer una atención excesiva a las pruebas. La plataforma para helicópteros no puede ser con hierba alta, de lo contrario tendrá que cortarla o colocar soportes especiales. Y, por regla general, lleva mucho tiempo encontrar un lugar adecuado para comenzar.

No siempre todo va de acuerdo al plan.

A continuación, debe traer y colocar en el orden correcto a una cierta distancia entre sí, por ejemplo, 100 helicópteros. Para compactar y transportar y transportar convenientemente todos los drones, se utilizan bastidores especiales. Varios drones están apilados en ellos. Por lo tanto, es conveniente sacar y organizar todas las unidades. Es importante tener acceso al compartimento de la batería y a los conectores necesarios: el mantenimiento de los helicópteros es mucho más rápido en el bastidor (inserte la batería o cargue algo a través de USB).

Colegas tailandeses conducen electricidad bajo la plataforma de drones

La disposición de los helicópteros en su lugar, sin ninguna marca y, además, en la hierba, se convierte en un caos. Por lo tanto, marcar de antemano la ubicación de instalación de los helicópteros y luego expandir las etiquetas existentes es simplemente necesario. Aquí nuevamente vale la pena recordar los bastidores con helicópteros, con los que puede ir convenientemente y colocar drones uno tras otro. La distancia entre los lugares de despegue también afecta. Por ejemplo, para colocar 100 helicópteros a una distancia de 3 metros entre sí, necesita un área bastante grande (aproximadamente 30 por 30 metros), que aún debe buscarse. Además, la comunicación entre personas es complicada a una gran distancia: tienes que gritar y correr mucho o usar walkie-talkies.

Ahora queda esperar la oscuridad, encender el equipo de tierra y todos los helicópteros. Cuando todo está listo, se envía un comando al inicio sincrónico. Una multitud de drones se eleva en el aire y repite los movimientos y colores de la animación creada para impresionar al espectador con coreografías en el cielo nocturno.

Conclusión

En conclusión, me gustaría señalar a los desarrolladores rusos que, después de un corto tiempo, no se quedan atrás de los gigantes tecnológicos y presentan su solución original al mundo, lanzando un número bastante serio de drones.

500 drones en ENEA de Geoscan

Era difícil imaginar que enjambres y vuelos grupales de drones comenzarán su viaje desde una dirección comercial como el espectáculo. Pero teniendo en cuenta que las personas siempre necesitan pan y circos, no es sorprendente. Muchos ejemplos cuando la industria del entretenimiento proporciona un impulso para el desarrollo de la aplicación utilitaria de la tecnología hacen que uno piense positivamente. Mientras tanto, observaremos (o participaremos) en lo que esta dirección está evolucionando en unos pocos años.

Drone Show: mirada interior

Características técnicas de los drones.

Parte de tierra

Lanzamiento

Conclusión

Enlaces a empresas que hacen espectáculos de drones:

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