🗄️ 😀 🎢 Exposição do zangão: Olhar interno 👩🏼‍🤝‍👩🏻 👩🏽‍🤝‍👨🏾 📥

Quantos mais drones serão encontrados? Todo mundo está acostumado com o fato de que o quadrocopter deve estar com a câmera e levar algo, mas os desenvolvedores da Intel nos mostraram novas áreas de aplicação. Estamos falando de shows de luzes construídos com um grande número de drones, quando cada drone é um ponto luminoso e juntos esses pontos formam figuras tridimensionais no céu noturno. As empresas que prestam esses serviços estão aparecendo a um ritmo incrível. Há mais demanda no mercado do que oferta. Então, o que é preciso para lançar centenas de drones no ar? A tarefa não é trivial e muito interessante, portanto, como participante da direção emergente, quero compartilhar minhas impressões sobre o que está disponível no momento e revelar os meandros dessa indústria.

Características técnicas dos drones

Tudo começa com uma plataforma voadora. Sem drones - sem shows. Obviamente, você precisa de um quadrocopter com dois componentes necessários: uma lanterna LED RGB e um sistema de navegação. Se tudo estiver bem claro com a lanterna - você precisa de uma mais potente com um difusor instalado, para que possa ser melhor vista de todos os lados (especialmente ao fotografar no ar, quando a vista não é de baixo, mas de perfil ou mesmo de cima) - a navegação é muito mais complicada e interessante .

Um dos primeiros drones para shows da Intel, no quintal de 2016

Primeiro você precisa decidir onde o show será realizado - dentro ou fora de casa. Parece que voar sob o teto é mais fácil e seguro, mas esse mesmo teto bloqueia os sinais dos sistemas globais de navegação por satélite ( GNSS ) e força você a criar seu próprio local. E aqui estão várias opções para desenvolvedores. Existem muitos princípios nos quais você pode confiar - rádio , ultrassom , laser , odometria óptica ou faróis infravermelhos com câmeras externas . Não existem soluções prontas e cada uma não pode ser chamada de universal; são necessárias soluções de hardware e software correspondentes.

Maravilhosa caixa de navegação interna da Verity

Ao ar livre, todos usam sistemas GNSS como GPS, GLONASS, Beidou. É bastante simples, mas ao desenvolver um programa, o principal parâmetro é a precisão de posicionamento e, portanto, imagens bonitas. Aqui, tudo não é tão simples como à primeira vista: embora mesmo um receptor GPS normal possa lidar no plano horizontal, o erro de altura pode facilmente chegar a 10 metros. Você pode usar dados barométricos, mas essa solução não é universal - o barômetro geralmente mente e fornece uma altura relativa e não absoluta, o que novamente leva à formação imprecisa dos helicópteros.

Voo com GPS / GLONASS de precisão usual, altitude calculada por barômetro

Para reduzir a magnitude do erro, você deve usar a tecnologia RTK (cinemática em tempo real). Seu princípio principal é o uso de um receptor estacionário (estação base), que envia mensagens de correção aos drones pelo canal de rádio, enquanto a precisão em três eixos é alcançada na ordem de 2 a 20 centímetros. Mas nada é perfeito e as desvantagens do RTK incluem o custo relativamente alto dos receptores e a alta sensibilidade à interferência.

A tecnologia RTK é ótima para shows de drones

Há outra pergunta - como garantir um voo em grupo sem colisões? A maneira mais simples e suficiente pode ser a sincronização de tempo. Em outras palavras, se cada helicóptero sabe exatamente onde precisa estar em um determinado momento (e que cor incluir no nosso caso), é possível criar figuras a partir de um grande número de drones. Obviamente, isso carrega certos requisitos para uma "missão de vôo" em grupo, mas um pouco mais baixo. Deve-se observar que, usando o sistema GNSS, você pode obter um horário global e comum, que sincronizará todos com o tempo.
Outros princípios de construção são possíveis, como um enxame, quando todos podem se comunicar diretamente entre si, mudando dinamicamente a trajetória, enquanto resolvem a difícil tarefa do comportamento. Parece complicado e redundante para a tarefa de um show de luzes e ainda não ajudará se o sistema de navegação falhar.

CollMot trabalhando em um verdadeiro enxame

Entre os outros parâmetros para o show copter, é possível distinguir o seguinte:

Custo e possibilidade de produção - quanto mais simples e barato o drone for, mais peças poderão ser produzidas, o que afetará o custo do show e a escala do evento;
Peso - além do ganho no tempo de voo, um peso abaixo de 250 gramas oferece uma simplificação teórica na correspondência do ar, já que em muitos países existem regras mais leais para VANTs abaixo de 250 g;

Helicóptero EHang lembra DJI Phantom em tamanho

O design da estrutura - é importante garantir a segurança de eletrônicos caros no outono e pensar em proteger os parafusos - isso aumenta a chance de continuar voando após uma colisão no ar;
Tamanho - quanto menor o tamanho, mais conveniente e mais barato é transportar um grande número de drones, menos eles ocupam espaço no ar e mais densos podem ser colocados no chão;

Um caminhão com drones chegou à Intel, você pode descarregar

Tempo de vôo - como mostra a prática, você não deve perseguir um show longo, já que a atenção da platéia não dura para sempre; é melhor ter mais dinâmica e um componente artístico; 10 a 15 minutos são suficientes;
Velocidade - quanto maior a velocidade de movimento, mais números você pode mostrar, porque uma parte significativa do voo recai na reconstrução, bem como na decolagem e aterrissagem.

Existem algumas empresas no mercado que lançaram suas soluções há vários anos - essas são as mencionadas Intel e EHang (EUA e China, respectivamente), e também a Sky Magic (Japão). Existem também muitas novas empresas ocidentais que estão dando seus primeiros passos. Na Rússia, existem o Geoscan e o DroneSwarm . Uma solução interessante baseada no UgCS , pois é a única fonte aberta no campo dos shows de luzes. Isto é para voar na rua.

Para as instalações, o Verity pode ser observado com seu sistema de navegação por rádio. A Intel também está desenvolvendo um sistema de navegação por rádio interno, mas pouca informação está disponível. High Great parece já estar vendendo uma solução para show indoor. Existem muitos outros exemplos de voos usando o Vicon ou o OptiTrack , mas eles não têm aplicações comerciais em massa. O Geoscan usa seu sistema baseado em ultrassom, mas até agora existem poucos programas mostrados usando-o.

Poucos podem pagar shows de verdade

No entanto, não há muita informação técnica sobre drones. Uma solução interessante, na minha opinião, está com a Intel. Eles têm um drone pequeno e bastante fácil de fabricar, que ao mesmo tempo possui proteção circular da hélice. A empresa conseguiu lançar duas versões do helicóptero chamadas Shooting Star. O EHang e o Sky Magic têm helicópteros maiores, com aparência semelhante a alguns DJI Phantom. Todos estão equipados com poderosos LEDs RGB ou WRGB e um difusor para aumentar o volume luminoso.

No contexto dos outros, a solução da Geoscan - Salute também é interessante. O helicóptero para o mesmo fim é o menor da classe, pesa pouco menos de 250 ge se destaca pelo design simples e funcional. Uma armação de plástico moldado, como um exoesqueleto, protege todo o enchimento e, ao mesmo tempo, serve como difusor.

Saudação Geoscan de armazenamento

Os drones da Verge Aero , UVify IFO e Firefly são parecidos - todos iguais, quando você cria um dispositivo para certos fins, obtém o mesmo resultado.

Verge aero

UVify IFO

Firefly

Também apareceu recentemente um recorde de High Great com um helicóptero sem nome, que agrada por seu tamanho pequeno e lanterna brilhante. Não é muito prático, a cara antena GNSS se destaca, mas o posicionamento provavelmente é bastante estável.

2100 drones - o recorde para o número no momento (final de 2019)

Parte do solo

Um componente importante na Terra é a estação base, que possui várias funções importantes ao mesmo tempo, a saber:

RTK - recebendo um sinal GNSS e gerando mensagens RTCM usando um receptor e antena. Por exemplo, alguns U-Blox NEO-M8P ou ZED-F9P, nos quais tudo é implementado dentro, são adequados;
Canal de rádio - enviando as mensagens RTCM e comandos de controle acima mencionados, como partida síncrona ou pouso de emergência. Pode ser usado no modo de transmissão unidirecional para redes de malha;

High Great possui muitas antenas direcionais.

Interface remota - conecte um computador ou smartphone para monitorar o status dos drones e da base. A conexão pode ser, por exemplo, via Wi-Fi ou Ethernet para a base, que pode servir como um gateway entre os drones e o operador, além de fornecer uma aplicação gráfica para o operador.

Interface de tela de toque Intel

Há ainda menos informações que drones. Sabe-se que a Intel utiliza um software com o qual o operador pode monitorar os parâmetros de um helicóptero individual e fornecer um comando em caso de algo. Qual canal de rádio é usado e com qual arquitetura - só se pode adivinhar.

Agora vamos ao que tudo começou - pinturas animadas tridimensionais, ou simplesmente - uma animação que começa a ser criada muito antes do próprio show. A idéia principal é criar o movimento de certos objetos no espaço que mudam de cor e atendem aos requisitos artísticos e técnicos, como a distância entre os drones, a velocidade e os estágios de decolagem e pouso. A tarefa é bastante criativa, pois você precisa criar um espetáculo coreográfico fascinante dentro da estrutura da possibilidade de verificar as condições técnicas. Não se esqueça da necessidade de criar métodos com os quais você pode criar automaticamente transições entre formas. Em condições de um grande número de drones, será indecente levar muito tempo para o trabalho manual. Temos que resolver o problema de construir caminhos ideais para mostrar o maior número de figuras, e não apenas um vôo de enxame no tempo previsto.

Mesmo com 100 drones, você pode fazer uma apresentação interessante

A primeira coisa que vem à mente em tal situação é usar editores 3D conhecidos, como 3DS Max , Blender , Cinema4D e outros. Você não pode prescindir de um bom especialista neste campo, mas pode tentar automatizar algumas das etapas usando plug-ins e APIs. Você pode seguir o outro caminho e criar seu próprio editor para o programa, mas isso exigirá um desenvolvimento sério e, portanto, a busca por especialistas que concordem em trabalhar nele não é prática.

Criando uma lebre no Cinema4D

Há animação, todo mundo voa lindamente e não colide, agora é necessário gerar tarefas de vôo para cada helicóptero e carregá-las no piloto automático. Para isso, você provavelmente precisará usar um software especial e isso já depende do controlador de vôo e do método de carregamento. O download pode ser feito antecipadamente ou imediatamente antes do lançamento, por exemplo, por rádio.

E como a AO Drones constrói um túnel de drones

Lançamento

Agora você precisa encontrar um local adequado, sem prédios altos e árvores, vários postes com fios e linhas de energia, inaceitáveis nas proximidades por causa do perigo de colisão e interferência no sinal GNSS. Escusado será dizer que nenhum estranho deve estar por perto por causa dos objetivos de segurança e atrair atenção excessiva para os testes. A plataforma para helicópteros não pode ser com grama alta, caso contrário você terá que cortá-la ou colocar estandes especiais. Como regra, leva muito tempo para encontrar um lugar adequado para começar.

Nem sempre tudo corre conforme o planejado.

Em seguida, é necessário trazer e colocar na ordem correta a uma certa distância um do outro, por exemplo, 100 helicópteros. Para compactar e convenientemente dobrar e transportar todos os drones, são usados racks especiais. Vários drones estão empilhados neles. Assim, é conveniente retirar e organizar todas as unidades. É importante ter acesso ao compartimento da bateria e aos conectores necessários - a manutenção dos helicópteros é muito mais rápida no rack (insira a bateria ou carregue algo via USB).

Colegas tailandeses conduzem eletricidade sob a plataforma para drones

A disposição dos helicópteros no local, sem nenhuma marcação e além da grama, se transforma em caos. Portanto, basta marcar com antecedência o local de instalação dos helicópteros e expandir as etiquetas existentes. Aqui, novamente, vale lembrar as prateleiras com helicópteros, com os quais você pode convenientemente colocar drones um após o outro. A distância entre os locais de decolagem também afeta. Por exemplo, para colocar 100 helicópteros a uma distância de 3 metros um do outro, você precisa de uma área bastante grande (cerca de 30 por 30 metros), que ainda precisa ser pesquisada. Além disso, a comunicação entre as pessoas é complicada a uma grande distância - você precisa gritar e correr muito ou usar walkie-talkies.

Agora resta esperar a escuridão, ligar o equipamento de solo e todos os helicópteros. Quando tudo estiver pronto, um comando é enviado para o início síncrono. Uma multidão de zangões voa no ar e repete os movimentos e cores da animação criada para impressionar o espectador com coreografia no céu noturno.

Conclusão

Concluindo, gostaria de observar os desenvolvedores russos que, depois de pouco tempo, não ficam para trás dos gigantes tecnológicos e apresentam sua solução original ao mundo, lançando um número bastante sério de drones.

500 drones na ENEA da Geoscan

Era difícil imaginar que vôos de drones e grupos de drones começarão sua jornada a partir de uma direção comercial como a do show. Mas considerando que as pessoas sempre precisam de pão e circo - isso não é surpreendente. Muitos exemplos em que a indústria do entretenimento fornece um impulso para o desenvolvimento da aplicação utilitária da tecnologia nos fazem pensar positivamente. Enquanto isso, observaremos (ou participaremos) em que essa direção está evoluindo em alguns anos.

Exposição do zangão: Olhar interno

Características técnicas dos drones

Parte do solo

Lançamento

Conclusão

Links para empresas que fazem shows de drones:

More articles: