👨🏽‍💻 💧 👸 Drone Show: Inside Look 👩🏿‍🎨 🚚 🙇🏻

Combien de drones supplémentaires seront trouvés? Tout le monde est habitué au fait que le quadricoptère doit être avec l'appareil photo et prendre quelque chose, mais les développeurs d' Intel nous ont montré de nouveaux domaines d'application. Nous parlons de spectacles lumineux construits avec un grand nombre de drones, lorsque chaque drone est un point lumineux et ensemble ces points forment des figures tridimensionnelles dans le ciel nocturne. Les entreprises fournissant de tels services apparaissent à un rythme incroyable. Il y a plus de demande sur le marché que d'offre. Alors, que faut-il pour lancer des centaines de drones dans les airs? La tâche n'est pas anodine et très intéressante, par conséquent, en tant que participant dans la direction émergente, je veux partager mes impressions sur ce qui est actuellement disponible et révéler les subtilités de cette industrie.

Caractéristiques techniques des drones

Tout commence par une plateforme volante. Pas de drones - pas de spectacles. De toute évidence, vous avez besoin d'un quadricoptère avec deux composants nécessaires: une lampe de poche LED RGB et un système de navigation. Si tout est assez clair avec la lampe de poche - vous avez besoin d'une lampe plus puissante avec un diffuseur installé dessus, afin qu'elle puisse être mieux vue de tous les côtés (en particulier lors de la prise de vue aérienne, lorsque la vue n'est pas d'en bas, mais de profil ou même d'en haut) - alors la navigation est beaucoup plus compliquée et intéressante .

L'un des premiers drones pour les spectacles d'Intel, dans la cour 2016

Vous devez d'abord décider où le spectacle aura lieu - à l'intérieur ou à l'extérieur. Il semble que voler sous le toit soit plus facile et plus sûr, mais ce même toit bloque les signaux des systèmes mondiaux de navigation par satellite ( GNSS ) et vous oblige à créer le vôtre, local. Et voici une tonne d'options pour les développeurs. Il existe de nombreux principes sur lesquels vous pouvez compter: radio , ultrasons , laser , odométrie optique ou balises infrarouges avec caméras externes . Il n'y a pas de solutions toutes faites et chaque nouvelle ne peut pas être qualifiée d'universelle; des solutions matérielles et logicielles correspondantes sont nécessaires.

Véritable boîte de navigation intérieure de Verity

En plein air, tout le monde utilise des systèmes GNSS tels que GPS, GLONASS, Beidou. C'est assez simple, mais lors du développement d'un spectacle, le paramètre clé est la précision de positionnement, et donc de belles images. Ici, tout n'est pas aussi simple qu'à première vue: même si un récepteur GPS ordinaire peut faire face dans le plan horizontal, l'erreur de hauteur peut facilement atteindre 10 mètres. Vous pouvez utiliser des données barométriques, mais cette solution n'est pas universelle - le baromètre se trouve souvent et donne une hauteur relative plutôt qu'absolue, ce qui conduit à nouveau à une formation inexacte des copters.

Vol avec GPS / GLONASS de précision habituelle, altitude calculée par baromètre

Pour réduire l'ampleur de l'erreur, vous devez utiliser la technologie RTK (cinématique en temps réel). Son principe principal est l'utilisation d'un récepteur fixe (station de base), qui envoie des messages de correction aux drones via un canal radio, tandis que la précision sur trois axes est atteinte de l'ordre de 2 à 20 centimètres. Mais rien n'est parfait et les inconvénients du RTK incluent le coût relativement élevé des récepteurs et une sensibilité élevée aux interférences.

La technologie RTK est idéale pour les spectacles de drones

Il y a une autre question - comment assurer un vol de groupe sans collisions? La manière la plus simple et la plus suffisante peut être la synchronisation de l'heure. En d'autres termes, si chaque hélicoptère sait exactement où il doit être à un moment donné (et quelle couleur inclure dans notre cas), il est possible de construire des figures à partir d'un grand nombre de drones. Bien sûr, cela implique certaines exigences pour une "mission de vol" de groupe, mais plus sur ce point un peu plus bas. Il convient de noter qu'en utilisant le système GNSS, vous pouvez obtenir une heure globale commune, qui synchronisera tout le monde à temps.
D'autres principes de construction sont possibles, comme un essaim, lorsque tout le monde peut communiquer directement les uns avec les autres, changeant dynamiquement la trajectoire, tout en résolvant la tâche difficile du comportement. Il semble compliqué et redondant pour la tâche d'un spectacle de lumière, et n'aidera toujours pas si le système de navigation tombe en panne.

CollMot travaille sur un véritable essaim

Parmi les autres paramètres du show copter, on distingue:

Coût et possibilité de production - plus le drone sera simple et moins cher, plus il sera possible de produire de pièces, ce qui affectera en conséquence le coût du spectacle et l'ampleur de l'événement;
Poids - en plus de gagner du temps de vol, un poids inférieur à 250 grammes donne une simplification théorique dans la correspondance de l'air, car dans de nombreux pays, plus de règles UAV s'appliquent pour les UAV inférieurs à 250 g;

EHang copter rappelle DJI Phantom en taille

La conception du cadre - il est important d'assurer la sécurité des appareils électroniques coûteux à l'automne et de penser à protéger les vis - cela augmente les chances de continuer à voler après une collision dans l'air;
Taille - plus la taille est petite, plus il est pratique et économique de transporter un grand nombre de drones, moins ils prennent de la place dans l'air et plus ils peuvent être placés au sol;

Un camion avec des drones est arrivé chez Intel, vous pouvez décharger

Temps de vol - comme le montre la pratique, vous ne devriez pas courir après un long spectacle, car l'attention du public ne dure pas éternellement, il est préférable d'avoir plus de dynamique et une composante artistique, donc 10-15 minutes suffisent;
Vitesse - plus la vitesse de déplacement est élevée, plus vous pouvez afficher de chiffres, car une partie importante du vol dépend de la reconstruction, ainsi que du décollage et de l'atterrissage.

Il y a pas mal d'entreprises sur le marché qui ont lancé leurs solutions il y a plusieurs années - ce sont les Intel et EHang susmentionnés (USA et Chine, respectivement), ainsi que Sky Magic (Japon). De nombreuses nouvelles sociétés occidentales font également leurs premiers pas. En Russie, il y a Geoscan et DroneSwarm . Une solution intéressante basée sur UgCS , car c'est la seule open source dans le domaine des spectacles lumineux. C'est pour voler dans la rue.

Pour les locaux, Verity se distingue par leur système de radionavigation. Intel développe également un système de radionavigation intérieure, mais peu d'informations sont disponibles. High Great semble déjà vendre une solution de show indoor. Il existe de nombreux autres exemples de vols utilisant Vicon ou OptiTrack , mais ils n'ont pas d'applications commerciales de masse. Geoscan utilise son système à ultrasons, mais jusqu'à présent, peu d'expositions sont montrées l'utilisant.

Peu peuvent offrir des émissions de vérité

Cependant, il n'y a pas beaucoup d'informations techniques sur les drones. À mon avis, une solution intéressante est avec Intel. Ils ont un petit drone assez facile à fabriquer, qui a en même temps une protection d'hélice circulaire. La société a réussi à sortir 2 versions de l'hélicoptère appelé Shooting Star. EHang et Sky Magic ont des copters plus gros, d'apparence similaire à certains DJI Phantom. Tous sont équipés de puissantes LED RGB ou WRGB et d'un diffuseur pour augmenter le volume lumineux.

Dans le contexte des autres, la solution de Geoscan - Salute est également intéressante. L'hélicoptère dans le même but est le plus petit de la catégorie, pèse un peu moins de 250 g et se distingue par son design simple et fonctionnel. Un cadre en plastique moulé, comme un exosquelette, protège l'ensemble du remplissage et sert en même temps de diffuseur.

Entrepôt Geoscan Salute

Les drones de Verge Aero , UVify IFO et Firefly se ressemblent - tout de même, lorsque vous fabriquez un appareil à certaines fins, vous arrivez au même résultat.

Verge aero

UVify IFO

Firefly

Il y a aussi un record récemment apparu, mais battant High Great avec un hélicoptère sans nom, qui plaît avec sa petite taille et sa lanterne lumineuse. Pas tout à fait pratique, l'antenne GNSS coûteuse dépasse, mais le positionnement est probablement assez stable.

2100 drones - le record du nombre en ce moment (fin 2019)

Partie au sol

Un élément important sur terre est la station de base, qui a plusieurs fonctions importantes à la fois, à savoir:

RTK - recevoir un signal GNSS et générer des messages RTCM à l'aide d'un récepteur et d'une antenne. Par exemple, certains U-Blox NEO-M8P ou ZED-F9P, dans lesquels tout est implémenté à l'intérieur, conviennent;
Canal radio - envoi des messages RTCM et des commandes de contrôle susmentionnés, tels que démarrage synchrone ou atterrissage d'urgence. Il peut être utilisé du mode de diffusion unidirectionnelle aux réseaux maillés;

High Great a beaucoup d'antennes directionnelles.

Interface à distance - connectez un ordinateur ou un smartphone pour surveiller l'état des drones et de la base. La connexion peut être, par exemple, via Wi-Fi ou Ethernet à la base, qui peut servir de passerelle entre les drones et l'opérateur, ainsi que fournir une application graphique pour l'opérateur.

Interface à écran tactile Intel

Il y a encore moins d'informations que les drones. Il est connu qu'Intel utilise un logiciel avec lequel l'opérateur peut surveiller les paramètres d'un hélicoptère individuel et lui donner une commande en cas de quelque chose. Quel canal radio est utilisé et avec quelle architecture - on ne peut que deviner.

Passons maintenant à ce que tout a commencé pour - des peintures animées en trois dimensions, ou tout simplement - une animation qui commence à être créée bien avant le spectacle lui-même. L'idée principale est de créer le mouvement de certains objets dans l'espace qui changent de couleur et répondent aux exigences artistiques et techniques, telles que la distance entre les drones, la vitesse et les étapes de décollage et d'atterrissage. La tâche est assez créative, car il faut créer un spectacle chorégraphique envoûtant dans le cadre de la possibilité de vérifier les conditions techniques. N'oubliez pas la nécessité de créer des méthodes avec lesquelles vous pouvez créer automatiquement des transitions entre les formes. Dans les conditions d'un grand nombre de drones, il sera indécent de prendre beaucoup de temps pour un travail manuel. Nous devons résoudre le problème de la construction de trajectoires optimales pour montrer le plus grand nombre de chiffres, et pas seulement un vol d'essaim dans le temps imparti.

Même avec 100 drones, vous pouvez faire une présentation intéressante

La première chose qui vient à l'esprit dans une telle situation est d'utiliser des éditeurs 3D bien connus tels que 3DS Max , Blender , Cinema4D et autres. Vous ne pouvez pas vous passer d'un bon spécialiste dans ce domaine, mais vous pouvez essayer d'automatiser certaines étapes à l'aide de plugins et d'API. Vous pouvez aller dans l'autre sens et créer votre propre éditeur pour le spectacle, mais cela nécessitera un développement sérieux et la recherche de spécialistes qui accepteront d'y travailler n'est pas pratique.

Création d'un lièvre dans Cinema4D

Il y a de l'animation, tout le monde vole à merveille et ne se heurte pas, il est maintenant nécessaire de générer des tâches de vol pour chaque hélicoptère et de les charger dans le pilote automatique. Pour cela, vous devrez probablement utiliser un logiciel spécial et cela dépend déjà du contrôleur de vol et de la méthode de chargement. Le téléchargement peut se faire à l'avance ou juste avant le lancement, par exemple par radio.

Et comment AO Drones peut-il construire un tunnel de drones

Lancement

Maintenant, vous devez trouver un endroit approprié sans grands immeubles et arbres, divers poteaux avec des fils et des lignes électriques, inacceptable à proximité en raison du danger de collision et d'interférence avec le signal GNSS. Il va sans dire qu'aucun étranger ne devrait être présent en raison d'objectifs de sécurité et d'attirer une attention excessive aux tests. La plate-forme pour les hélicoptères ne peut pas être avec de l'herbe haute, sinon vous devrez la tondre ou aménager des stands spéciaux. Et en règle générale, il faut beaucoup de temps pour trouver un bon endroit pour commencer.

Tout ne se déroule pas toujours comme prévu.

Ensuite, vous devez apporter et placer dans le bon ordre à une certaine distance les uns des autres, par exemple 100 copters. Pour compacter et plier et transporter facilement tous les drones, des supports spéciaux sont utilisés. Un certain nombre de drones y sont empilés. Ainsi, il est pratique de retirer et d'organiser toutes les unités. Il est important d'avoir accès au compartiment de la batterie et aux connecteurs nécessaires - l'entretien des hélicoptères est beaucoup plus rapide dans le rack (insérez la batterie ou chargez quelque chose via USB).

Des collègues thaïlandais conduisent de l'électricité sous la plate-forme pour drones

La disposition des hélicoptères en place, sans aucun marquage et en plus dans l'herbe, se transforme en chaos. Par conséquent, il est tout simplement nécessaire de marquer à l'avance l'emplacement d'installation des hélices, puis de l'étendre sur les étiquettes existantes. Là encore, il convient de rappeler les racks à hélices, avec lesquels vous pouvez facilement aller placer des drones les uns après les autres. La distance entre les lieux de décollage affecte également. Par exemple, pour placer 100 hélicoptères à une distance de 3 mètres les uns des autres, vous avez besoin d'une zone assez grande (environ 30 par 30 mètres), qui doit encore être recherchée. De plus, la communication entre les gens est compliquée à grande distance - vous devez crier et courir beaucoup ou utiliser des talkies-walkies.

Il ne reste plus qu'à attendre l'obscurité, allumer l'équipement au sol et tous les hélicoptères. Lorsque tout est prêt, une commande est envoyée au démarrage synchrone. Une foule de drones plane dans les airs et répète les mouvements et les couleurs de l'animation créée pour impressionner le spectateur avec une chorégraphie dans le ciel nocturne.

Conclusion

En conclusion, je voudrais noter les développeurs russes qui, après un court laps de temps, ne sont pas à la traîne des géants technologiques et présentent leur solution originale au monde, lançant un nombre assez sérieux de drones.

500 drones à l'ENEA de Geoscan

Il était difficile d'imaginer que des vols de drones en groupe et en essaim commenceraient leur voyage à partir d'une direction commerciale telle que le spectacle. Mais étant donné que les gens ont toujours besoin de pain et de cirques - ce n'est pas surprenant. De nombreux exemples où l'industrie du divertissement donne une impulsion au développement de l'application utilitaire de la technologie font penser positivement. En attendant, nous observerons (ou participerons) à l'évolution de cette direction dans quelques années.

Drone Show: Inside Look

Caractéristiques techniques des drones

Partie au sol

Lancement

Conclusion

Liens vers des entreprises qui font des spectacles de drones:

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