無人機在舞美中運用及其技術解析

目前，舞臺演出形式越來越多樣化，不斷地引入了其他行業(yè)的技術成果，形成舞臺上融合演出模式，以滿足各種創(chuàng)意需求。無人機作為曾經遙不可及的新型產品，如今已經逐步走上舞臺，給人們帶來全新的舞美藝術。

2018年2月9日，在平昌冬奧會開幕式上，無人機大放異彩，甚至創(chuàng)造了吉尼斯世界紀錄，1218架人機打造了奧運會歷史上的首次無人機燈光秀，并創(chuàng)造了“同時放飛數量最多無人機”的吉尼斯世界紀錄。

無人機作為“黑科技”之一，在去年的“美國春晚”超級碗的中場秀表演中，lady gaga與數百臺無人機亮相舞臺，完全引爆全場。 lady gaga站在休斯頓的nrg體育場的屋頂上表演了一小段“god bless america”和“this land is your land”，配合著gaga遼遠的歌聲，300臺無人機布滿整個超級碗賽場的上空，組成一幅飄揚的美國國旗，頗為壯觀。

這是如何實現的？

把無人機運用到演藝創(chuàng)作中，無人機更多的時候是在三維空間中的飛行造型，所以面對的問題特別是定位更加復雜。由于在舞臺中改變演出條件而帶來的不確定性，以及無人機系統組件和傳感器，包括數百個驅動無人機的馬達的變化，是這種無人機演出系統的另一個必要條件。那么，這種技術到底是如何成功實現的呢?

無人機表演系統是一個采用分布式人工智能、機器人技術和復雜算法來實現現場娛樂業(yè)所需要的強大性能和安全性的先進演出自動化系統。

要進行這樣的無人機表演需要很多要素，無人機本身只是其中一個方面。無人機是自主的，由一個人監(jiān)管，不需要單獨控制無人機的動作。相反，操作員只發(fā)出諸如“起飛”或“著陸”的高級命令，一次監(jiān)管多個無人機的運動，并對應對異常狀況。換句話說，無人機先進的自動化系統替代了很多人類操作員的角色，對無人機進行標準的遠程控制。無人機是飛行機器人，在人類的監(jiān)管下可以自主導航、自動駕駛。

為了實現自主導航，無人機需要一種可靠的方法來確定他們在空中的位置。如上所述，雖然無人機在室外可以使用gps進行自主導航，但是gps在室內并不是可行的選項：gps信號在大型結構（如高層建筑物）附近會產生降級，在室內環(huán)境中通常不可用或嚴重退化。由于退化的gps可能會導致自主飛行的不可靠或不安全，因此無人機必須采用特別的室內定位技術。

它由一個可靠的室內定位系統和智能自主無人機以及一個合適的操作界面組成，允許metallica表演的唯一操作員同事控制多個無人機協調運動。這種方法不僅僅能提高效率和效能（誰希望需要幾十名操作員在現場），而且也是一項關鍵的安全要求：操作員出錯是許多現場活動中無人機事故的重要原因。隨著無人機數量的增加，安全風險迅速增加，導致飛行計劃更加復雜，空中相撞的危險也增大。自主控制讓操作員更安全地遠程控制多個無人機，特別是在很小的空域中操作時。

無人機的表演創(chuàng)作過程中的另一個關鍵因素是無人機創(chuàng)作工具。對于一些高科技交互的大型舞臺表演，需要工具來高效地創(chuàng)建大量的無人機軌跡。這些軌跡必須考慮到無人機的實際飛行動力學，考慮到執(zhí)行機構的限制，以及空氣動力學效應，如空氣湍流或升力。由這些工具產生的無人機動作需要無碰撞并允許進行緊急操作。為了創(chuàng)造引人注目的效果，無人機創(chuàng)作工具還需要了解無人機的所有動態(tài)性能。