🐍 🎱 🤴🏾 Drohnen-Show: Inside Look 👀 👈🏽 🌅

Wie viele weitere Drohnen werden gefunden? Jeder ist daran gewöhnt, dass der Quadrocopter mit der Kamera sein und etwas mitnehmen muss, aber die Entwickler von Intel haben uns neue Anwendungsbereiche gezeigt. Wir sprechen von Lichtshows, die mit einer großen Anzahl von Drohnen gebaut wurden, wenn jede Drohne ein Lichtpunkt ist und diese Punkte zusammen dreidimensionale Figuren am Nachthimmel bilden. Unternehmen, die solche Dienstleistungen anbieten, treten mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit auf. Auf dem Markt gibt es mehr Nachfrage als Angebot. Was braucht es also, um Hunderte von Drohnen in die Luft zu schießen? Die Aufgabe ist nicht trivial und sehr interessant, daher möchte ich als Teilnehmer an der aufstrebenden Richtung meine Eindrücke von dem, was derzeit verfügbar ist, teilen und die Feinheiten dieser Branche aufdecken.

Technische Merkmale von Drohnen

Alles beginnt mit einer fliegenden Plattform. Keine Drohnen - keine Shows. Natürlich benötigen Sie einen Quadrocopter mit zwei notwendigen Komponenten: einer RGB-LED-Taschenlampe und einem Navigationssystem. Wenn mit der Taschenlampe alles ziemlich klar ist - Sie benötigen eine leistungsstärkere mit einem Diffusor, damit sie von allen Seiten besser sichtbar ist (insbesondere bei Aufnahmen aus der Luft, wenn die Sicht nicht von unten, sondern im Profil oder sogar von oben ist) -, ist die Navigation viel komplizierter und interessanter .

Eine der ersten Drohnen für Shows von Intel auf dem Hof 2016

Zuerst müssen Sie entscheiden, wo die Show stattfinden soll - drinnen oder draußen. Es scheint, dass das Fliegen unter dem Dach einfacher und sicherer ist, aber dasselbe Dach blockiert die Signale globaler Navigationssatellitensysteme ( GNSS ) und zwingt Sie, Ihre eigenen lokalen Systeme zu erstellen. Und hier sind eine Menge Optionen für Entwickler. Es gibt viele Prinzipien, auf die Sie sich verlassen können - Radio , Ultraschall , Laser , optische Kilometerzähler oder Infrarotbaken mit externen Kameras . Es gibt keine vorgefertigten Lösungen, und jede neue kann nicht als universell bezeichnet werden. Es werden entsprechende Hardware- und Softwarelösungen benötigt.

Veritys wunderbare Indoor-Navigationsbox

Im Freien nutzt jeder GNSS-Systeme wie GPS, GLONASS, Beidou. Es ist ganz einfach, aber bei der Entwicklung einer Show ist der Schlüsselparameter die Positionierungsgenauigkeit und damit schöne Bilder. Hier ist nicht alles so einfach wie auf den ersten Blick: Obwohl selbst ein normaler GPS-Empfänger in der horizontalen Ebene zurechtkommt, kann der Höhenfehler leicht 10 Meter erreichen. Sie können barometrische Daten verwenden, aber diese Lösung ist nicht universell - das Barometer liegt häufig und gibt eher eine relative als eine absolute Höhe an, was wiederum zu einer ungenauen Bildung der Kopter führt.

Flug mit GPS / GLONASS von üblicher Genauigkeit, Höhe mit Barometer berechnet

Um die Größe des Fehlers zu verringern, müssen Sie die RTK- Technologie (Real Time Kinematatic) verwenden. Das Hauptprinzip ist die Verwendung eines stationären Empfängers (Basisstation), der Korrekturnachrichten über den Funkkanal an Drohnen sendet, während eine Genauigkeit in drei Achsen in der Größenordnung von 2 bis 20 Zentimetern erreicht wird. Aber nichts ist perfekt und die Nachteile von RTK sind die relativ hohen Kosten der Empfänger und die hohe Empfindlichkeit gegenüber Interferenzen.

Die RTK-Technologie eignet sich hervorragend für Drohnen-Shows

Es gibt noch eine andere Frage: Wie kann ein Gruppenflug ohne Kollisionen sichergestellt werden? Der einfachste und ausreichendste Weg kann die Zeitsynchronisation sein. Mit anderen Worten, wenn jeder Hubschrauber genau weiß, wo er sich zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden muss (und welche Farbe in unserem Fall enthalten sein muss), ist es möglich, Figuren aus einer großen Anzahl von Drohnen zu erstellen. Dies bringt natürlich bestimmte Anforderungen für eine Gruppen- "Flugmission" mit sich, aber mehr dazu etwas niedriger. Es sollte beachtet werden, dass Sie mit dem GNSS-System eine gemeinsame globale Zeit erhalten können, die alle rechtzeitig synchronisiert.
Andere Konstruktionsprinzipien sind möglich, beispielsweise ein Schwarm, bei dem jeder direkt miteinander kommunizieren kann, die Flugbahn dynamisch ändert und gleichzeitig die schwierige Aufgabe des Verhaltens löst. Es sieht für die Aufgabe einer Lichtshow kompliziert und überflüssig aus und hilft immer noch nicht, wenn das Navigationssystem ausfällt.

CollMot arbeitet an einem echten Schwarm

Unter den anderen Parametern für den Show-Copter kann Folgendes unterschieden werden:

Kosten und Produktionsmöglichkeit - je einfacher und billiger die Drohne sein wird, desto mehr Teile können produziert werden, was sich entsprechend auf die Kosten der Show und den Umfang der Veranstaltung auswirkt.
Gewicht - Zusätzlich zur Zunahme der Flugzeit bietet ein Gewicht unter 250 Gramm eine theoretische Vereinfachung der Luftanpassung, da es in vielen Ländern strengere Regeln für UAVs unter 250 g gibt.

EHang Copter erinnert DJI Phantom an Größe

Das Design des Rahmens - es ist wichtig, die Sicherheit teurer Elektronik im Herbst zu gewährleisten und über den Schutz der Schrauben nachzudenken - erhöht die Chance, nach einer Kollision in der Luft weiter zu fliegen.
Größe - Je kleiner die Größe, desto bequemer und billiger ist der Transport einer großen Anzahl von Drohnen, desto weniger Platz beanspruchen sie in der Luft und desto dichter können sie auf dem Boden platziert werden.

Ein LKW mit Drohnen ist bei Intel angekommen, den Sie entladen können

Flugzeit - wie die Praxis zeigt, sollten Sie keine lange Show verfolgen, da die Aufmerksamkeit des Publikums nicht ewig anhält. Es ist besser, mehr Dynamik und eine künstlerische Komponente zu haben. 10-15 Minuten sind also ausreichend.
Geschwindigkeit - Je höher die Bewegungsgeschwindigkeit, desto mehr Zahlen können Sie anzeigen, da ein erheblicher Teil des Fluges auf den Wiederaufbau sowie auf Start und Landung zurückzuführen ist.

Es gibt einige Unternehmen auf dem Markt, die ihre Lösungen vor einigen Jahren auf den Markt gebracht haben - dies sind Intel und EHang (USA bzw. China) sowie Sky Magic (Japan). Es gibt auch viele neue westliche Unternehmen, die ihre ersten Schritte unternehmen. In Russland gibt es Geoscan und DroneSwarm . Eine interessante Lösung basierend auf UgCS , da es die einzige Open Source im Bereich Lichtshows ist. Dies ist für das Fliegen auf der Straße.

Für die Räumlichkeiten kann Verity mit ihrem Funknavigationssystem notiert werden. Intel entwickelt auch ein Indoor-Funknavigationssystem, für das jedoch nur wenige Informationen verfügbar sind. High Great scheint bereits eine Indoor-Show-Lösung zu verkaufen. Es gibt viele weitere Beispiele für Flüge mit Vicon oder OptiTrack , aber sie haben keine kommerziellen Massenanwendungen. Geoscan verwendet sein ultraschallbasiertes System, aber bisher werden nur wenige Shows gezeigt, die es verwenden.

Nur wenige können sich Verity Shows leisten

Es gibt jedoch nicht viele technische Informationen zu Drohnen. Eine interessante Lösung ist meiner Meinung nach Intel. Sie haben eine kleine, recht einfach herzustellende Drohne, die gleichzeitig einen kreisförmigen Propellerschutz hat. Dem Unternehmen gelang es, zwei Versionen des Copter namens Shooting Star herauszubringen. EHang und Sky Magic haben größere Copter, ähnlich wie einige DJI Phantom. Alle sind mit leistungsstarken RGB- oder WRGB-LEDs und einem Diffusor zur Erhöhung der Lichtstärke ausgestattet.

Vor dem Hintergrund der anderen ist auch die Lösung von Geoscan - Salute interessant. Der Copter für den gleichen Zweck ist der kleinste in der Klasse, wiegt etwas weniger als 250 g und zeichnet sich durch sein einfaches und funktionales Design aus. Ein geformter Kunststoffrahmen schützt wie ein Exoskelett die gesamte Füllung und dient gleichzeitig als Diffusor.

Lagerung Geoscan Salute

Drohnen von Verge Aero , UVify IFO und Firefly sehen ähnlich aus. Wenn Sie jedoch ein Gerät für bestimmte Zwecke herstellen, erzielen Sie ungefähr das gleiche Ergebnis.

Verge Aero

UVO IFO

Firefly

Es gibt auch einen kürzlich erschienenen, aber mit einem unbenannten Hubschrauber gebrochenen High Great- Rekord, der durch seine geringe Größe und helle Laterne gefällt. Nicht ganz praktisch, die teure GNSS-Antenne ragt heraus, aber die Positionierung ist wahrscheinlich ziemlich stabil.

2100 Drohnen - der Rekord für die Nummer im Moment (Ende 2019)

Erdungsteil

Eine wichtige Komponente auf der Erde ist die Basisstation, die mehrere wichtige Funktionen gleichzeitig hat, nämlich:

RTK - Empfangen eines GNSS-Signals und Erzeugen von RTCM- Nachrichten unter Verwendung eines Empfängers und einer Antenne. Zum Beispiel ist ein U-Blox NEO-M8P oder ZED-F9P geeignet, in dem alles im Inneren implementiert ist.
Funkkanal - Senden der oben genannten RTCM-Nachrichten und Steuerbefehle, z. B. Synchronstart oder Notlandung. Es kann vom One-Way-Broadcast-Modus für Mesh-Netzwerke verwendet werden.

High Great hat viele Richtantennen.

Remote-Schnittstelle - Schließen Sie einen Computer oder ein Smartphone an, um den Status der Drohnen und der Basis zu überwachen. Die Verbindung kann beispielsweise über Wi-Fi oder Ethernet zur Basis erfolgen, die als Gateway zwischen Drohnen und dem Bediener dienen und dem Bediener eine grafische Anwendung bieten kann.

Intel Touchscreen-Oberfläche

Es gibt noch weniger Informationen als Drohnen. Es ist bekannt, dass Intel Software verwendet, mit der der Bediener die Parameter eines einzelnen Copters überwachen und ihm im Falle eines Vorfalls einen Befehl geben kann. Welcher Funkkanal verwendet wird und mit welcher Architektur - kann man nur erraten.

Kommen wir nun zu dem, wofür alles begann - dreidimensionale animierte Gemälde oder einfach - eine Animation, die lange vor der Show selbst erstellt wird. Die Hauptidee besteht darin, die Bewegung bestimmter Objekte im Raum zu erzeugen, die ihre Farbe ändern und künstlerische und technische Anforderungen erfüllen, wie z. B. den Abstand zwischen Drohnen, Geschwindigkeit und Start- und Landephasen. Die Aufgabe ist sehr kreativ, da Sie im Rahmen der Möglichkeit, technische Bedingungen zu überprüfen, ein bezauberndes choreografisches Spektakel erstellen müssen. Vergessen Sie nicht, Methoden zu erstellen, mit denen Sie automatisch Übergänge zwischen Formen erstellen können. Unter den Bedingungen einer großen Anzahl von Drohnen ist es unanständig, sich viel Zeit für manuelle Arbeit zu nehmen. Wir müssen das Problem lösen, optimale Wege zu konstruieren, um die meisten Zahlen zu zeigen, und nicht nur einen Schwarmflug in der vorgegebenen Zeit.

Selbst mit 100 Drohnen können Sie eine interessante Präsentation machen

Das erste, was in einer solchen Situation in den Sinn kommt, ist die Verwendung bekannter 3D-Editoren wie 3DS Max , Blender , Cinema4D und anderer. Sie können nicht auf einen guten Spezialisten auf diesem Gebiet verzichten, aber Sie können versuchen, einige der Schritte mithilfe von Plugins und APIs zu automatisieren. Sie können in die andere Richtung gehen und Ihren eigenen Editor für die Show erstellen. Dies erfordert jedoch eine ernsthafte Entwicklung, und die Suche nach Spezialisten, die sich bereit erklären, daran zu arbeiten, ist nicht praktikabel.

Erstellen eines Hasen in Cinema4D

Es gibt Animationen, jeder fliegt wunderschön und kollidiert nicht. Jetzt müssen Flugaufgaben für jeden Copter generiert und in den Autopiloten geladen werden. Dafür müssen Sie wahrscheinlich eine spezielle Software verwenden, die bereits vom Flugregler und der Lademethode abhängt. Der Download kann im Voraus oder kurz vor dem Start erfolgen, beispielsweise per Funk.

Und wie können AO-Drohnen einen Drohnentunnel bauen?

Starten

Jetzt müssen Sie einen geeigneten Ort ohne hohe Gebäude und Bäume, verschiedene Masten mit Drähten und Stromleitungen finden, der in der Nähe aufgrund der Gefahr von Kollisionen und Interferenzen mit dem GNSS-Signal nicht akzeptabel ist. Es ist unnötig zu erwähnen, dass aus Sicherheitsgründen keine Fremden in der Nähe sein sollten und übermäßige Aufmerksamkeit auf die Tests lenken sollte. Die Plattform für Copter kann nicht mit hohem Gras sein, sonst müssen Sie es mähen oder spezielle Ständer auslegen. Und in der Regel braucht es viel Zeit, um einen geeigneten Startplatz zu finden.

Nicht immer läuft alles nach Plan.

Als nächstes müssen Sie in einem bestimmten Abstand voneinander die richtige Reihenfolge festlegen, z. B. 100 Copter. Zum Verdichten und bequemen Zusammenlegen und Transportieren aller Drohnen werden spezielle Gestelle verwendet. In ihnen sind mehrere Drohnen gestapelt. Somit ist es bequem, alle Einheiten herauszuziehen und anzuordnen. Es ist wichtig, Zugang zum Batteriefach und den erforderlichen Anschlüssen zu haben - die Wartung der Kopierer im Rack ist viel schneller (Batterie einlegen oder etwas über USB laden).

Thailändische Kollegen leiten Strom unter der Plattform für Drohnen

Die Anordnung der Hubschrauber an Ort und Stelle, ohne jegliche Markierung und zusätzlich im Gras, verwandelt sich in Chaos. Daher ist es einfach erforderlich, den Installationsort der Kopierer im Voraus zu markieren und dann vorhandene Etiketten zu erweitern. Auch hier lohnt es sich, sich an die Racks mit Coptern zu erinnern, mit denen Sie Drohnen bequem nacheinander platzieren können. Der Abstand zwischen den Startplätzen wirkt sich ebenfalls aus. Um beispielsweise 100 Copter in einem Abstand von 3 Metern voneinander zu platzieren, benötigen Sie einen ziemlich großen Bereich (etwa 30 x 30 Meter), der noch durchsucht werden muss. Außerdem ist die Kommunikation zwischen Menschen in großer Entfernung kompliziert - man muss viel schreien und rennen oder Walkie-Talkies verwenden.

Jetzt bleibt es, auf die Dunkelheit zu warten, die Bodenausrüstung und alle Hubschrauber einzuschalten. Wenn alles fertig ist, wird ein Befehl an den Synchronstart gesendet. Eine Menge Drohnen steigt in die Luft und wiederholt die Bewegungen und Farben der Animation, die erstellt wurde, um den Betrachter mit Choreografie am Nachthimmel zu beeindrucken.

Fazit

Abschließend möchte ich die russischen Entwickler erwähnen, die nach kurzer Zeit nicht hinter den technologischen Giganten zurückbleiben und der Welt ihre ursprüngliche Lösung präsentieren und eine ziemlich ernsthafte Anzahl von Drohnen auf den Markt bringen.

500 Drohnen bei ENEA von Geoscan

Es war schwer vorstellbar, dass Schwarm- und Gruppenflüge von Drohnen ihre Reise aus einer kommerziellen Richtung wie der Show beginnen werden. Aber wenn man bedenkt, dass Menschen immer Brot und Zirkusse brauchen, ist das nicht überraschend. Viele Beispiele, bei denen die Unterhaltungsindustrie Impulse für die Entwicklung der utilitaristischen Anwendung von Technologie gibt, lassen positiv denken. In der Zwischenzeit werden wir beobachten (oder daran teilnehmen), wie sich diese Richtung in einigen Jahren entwickelt.

Drohnen-Show: Inside Look

Technische Merkmale von Drohnen

Erdungsteil

Starten

Fazit

Links zu Unternehmen, die Drohnen-Shows herstellen:

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