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超级碗黑科技启示:无人机快递、空中广告及集群控制应用

2017-02-08 09:50:31   来源: 天虎科技
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在《福布斯》2016年评估中超级碗拥有年6.3亿美元的高收入,背后是上亿的收视人群,在昨日举办的美国超级碗盛宴中,Lady Gaga与无人机同台表演的一幕算是个大亮点,300台英特尔无人机在夜空中飞行发光排列图案,壮观的场景再次给人们留下了深刻印象。看看现场,是不是很震撼?

英特尔创造纪录的无人机占领天空

超级碗黑科技启示:无人机快递、空中广告及集群控制应用

Lady Gaga在超级碗上的无人机秀部分属于录制,但这种形式背后有潜力巨大的市场。

在此之前,英特尔花了2年时间开发Shooting Star无人机。2015年年末时,英特尔将100架无人机送上天空,当时4名操作员控制100架无人机。2016年年末,就在无人机参加迪斯尼表演之前,英特尔展示了新平台,它可以同时发射500架无人机。

超级碗黑科技启示:无人机快递、空中广告及集群控制应用

英特尔无人机编队在CES2016展上通过灯光秀拿到了吉尼斯世界纪录,那么这样上百架的无人机编队到底有哪些技术难点呢?

超级碗黑科技启示:无人机快递、空中广告及集群控制应用

了解无人机的朋友一定能够想到这个数字背后的难点所在,一架无人机升空没什么技术难度,但是如果10架无人机同时升空高密度编队飞行,如果人工来做,至少需要10个专业飞手反复演练和配合,然而,英特尔通过技术升级和算法编写,让500架无人机的灯光秀只用了10人左右团队就可完成,并且放飞的任务一个人就可以完成。整个工作流程自动化:充电,再充电,数据通信。

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根据英特尔软件合作伙伴官方微信的披露,凭借英特尔的Shooting Star无人机和软件,用户创作一场灯光秀只需要几天时间。无人机内置LED灯,可根据 RGBW(红、绿、蓝、白)亚像素光谱而创造出40亿种颜色组合。英特尔独有算法能够自动处理动画制作流程,并规划出创建空中图案的最快路径——完成这一切只需一张图片、快速计算出所需的无人机数量,并确定无人机的放置地点。在此之前,动画师需要更长时间手动完成这些计算。

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(Shooting Star无人机参数)

英特尔在无人机上的优势还有其RealSense技术,这个技术能够帮助无人机感知到周遭的复杂环境,在芯片将这些环境信息转化成3D点云数据并判断出具体属性后,无人机能够即时地做出反应。除了无人机外,这项技术也被用在了英特尔的许多硬件产品中。

虎哥想聊聊从这次表演中可以看到的一些应用场景。

一、商业场景:无人机+LED灯组合哪些应用?

空中飞翔的广告位

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在目前的很多大型晚会和活动中,无人机拉横幅、机器人编队编舞的形式的确在吸引了大家的目光。而“空中飞翔的广告位”这样的商业场景无疑是一大亮点。

更具想象力“烟花秀”

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(灯光秀)

迪斯尼公司已申请了很多与无人机有关的专利,它将那些无人机称作“Flixels”。它在专利文件中写道,这些无人机可以按照预先设定好的路线飞行,并且按照设定好的程序发出LED光,从而在天空上“绘制”出不同的图案。


伴随照明


无人机载着LED还适用于照明服务。


国内照明龙头雪莱特主营LED照明、配套电子镇流器、汽车氙气灯等,2015年曾以1500 万元对曼塔智能进行增资,持有曼塔51%股权,曼塔智能是一家从事消费级无人机飞控和整机生产的企业,目前销售渠道主要在欧美。一个照明企业做无人机企业投资,除了调整产业定位,还能干嘛呢?


可以看看另外一个借鉴——英国Direct Line保险公司曾为经常夜行的用户推出了一个项目Fleetlights,用户打开APP按下屏幕上出现的Light My Way按钮后,接收到召唤指令的指挥中心操作员将对无人机指派任务,而无人机将根据用户的GPS定位去往用户所在地,并一路为用户照亮前行的道路。它们可以自动排成队形为用户照明,且实时与用户的移动设备和其他无人机保持通信,这个项目近乎于概念性,但是否有“滴滴打灯”的感觉呢?


夜间摄影


无人机已被广泛用作航拍,但是不是能成为重要的夜间打光利器呢?虎哥曾经看到国外摄影师Reuben Wu创建的名为“Lux Noctis”拍摄计划,他把大功率LED灯固定在3DR Solo无人机上,利用GPS定位来对拍摄主体进行空中打光,拍摄了大量北美景区的夜景作品,从而创造出各种戏剧性的创意效果。


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夜间搜救


国外无人机爱好者曾给无人机身上安装一个亮度超过1000w的LED灯光板,后来技能再度升级。把最大亮度达到了90000流明,作为目前世界上亮度最高的无人机。这可以极大便利夜间搜救。

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二、集群控制技术与场景应用

英特尔上百架无人机的编队飞行,正是集群智能的表现。集群智能已经广受AI领域的研究者关注,其中集群无人机的关键技术包括集群控制算法、通信网络设计、控制算法与通讯技术的耦合、任务规划技术、路径规划技术、编队控制技术等。


比如,集群控制算法不仅要保证多无人飞行器之间能有效地进行协同,而且不依赖于无人飞行器的数量,即无人飞行器可以随时退出或者加入集群,而不会影响控制系统的整体结构。


如果大家有印象的话,去年在珠海航展上,中国电科CETC披露了我国第一个固定翼无人机集群试验原型系统,实现了67架规模的集群原理验证,验证无人机集群的控制技术、路径重规划算法、任务分配算法、感知避撞算法和基于Ad hoc的自组网通信系统。


这个数字,打破之前由美国海军保持的50架固定翼无人机集群的世界纪录,该成果由CETC电科院、清华大学、泊松技术携手完成。泊松技术是做无人机集群控制领域的初创技术公司。


我们不难推论,在民用领域,集群控制技术在无人机编队飞行表演、面向游乐园的灯光秀,以及在协同作业的无人机对地观测和无人机物流快递领域中,都有很多的应用场景。

比如,高危行业巡检和清理的应用前景:像桥梁检查和大厦外墙的清理,考虑到人力和个人安全问题,工人绑吊带工作危险性极大。而编组的无人机可以快速可靠地完成部分工作。


比如无人机快递,互联网热潮带来的电子商务发展的繁荣驱动着无人系统技术的发展,未来无人机技术广泛运营之后必然带来复杂的管理问题,在实际运用场景中,面对海量订单的并发,调配算法能够支持多少机器人和无人机实现相互避让,不同机器人和无人机之间是否能够协作流畅,都需要集群技术的支撑。


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(亚马逊第一次在英国完成无人机配送测试)


值得注意的是,亚马逊在超级碗赛事电视广告档期也播出了一段无人机配送的广告。在10秒广告中,一女子对着亚马逊智能蓝牙音箱Echo说道:Alexa,我要再下单Doritos(玉米片),Prime Air交付。随后Echo的内置语音助手Alexa回答:好的,期待订单即将送达。紧接着画面就到了窗外,而那里正悬停着一台无人机。不过视频画面下方有一行提示,告诉观众亚马逊的无人机送货目前在美国地区尚未开通。

由于美国联邦航空管理局(FAA)出于安全因素,不允许Google、亚马逊等公司使用无人机做远距离传输,因此亚马逊在环境更宽松的英国曾做了无人机送货的测试和实践。亚马逊无人机第一次送货是在英国剑桥郊外的乡村地区。


而在中国,去年双11京东无人机已在北京、宿迁、西安等多地同时投入运营,京东无人车在北京亦庄完成首单配送,京东无人仓“坐镇”大后方24小时智能分拣。

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当时,京东无人机声称已完成超过1万分钟的飞行总时长、近万公里的飞行里程、超过1000架次的飞行次数。京东无人机已获得四地的飞行许可,已勘测确定超过多条航线,并将在近期正式投入日常配送任务。技术方面,京东已开发出包括多旋翼、垂直起落以及电动、油动或油电混合动力等多形态、多动力的无人机机型,能够执行最大30公斤载货量、30公里飞行距离的配送任务。无人机解决农村电商配送的最后一公里问题。


目前还没有看到有关无人机配送的集群控制技术的更多演示,但可以想象,这将是未来一定能实现的场景。


虎哥还看到有天马行空的想象场景:现在无人机的电池续航能力很短,一般就20-30分钟,如果能在所需要的地点建立智慧路灯,顶部做成无人机的中转停机坪,并能够为无人机提供自动充电服务,是不是将大大扩展无人机的续航和功能领域呢?


成都无人机领域内有纵横科技、傲势科技、前沿动力、成都空天、汉科计算机等一批企业在此聚集,涵盖无人机整机研发制造、飞行控制系统、配套运营服务等领域。虎哥希望成都的无人机企业能在未来贡献更好的应用。



天虎科技 罗曙驰 杨程


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