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珠海分會場驚艷亮相背後,竟藏著這麼多不為人知的秘密!

作為全國人民除夕的重頭戲,

今年央視春晚珠海分會場

尤為惹人注目!

其中

「三無」表演元素——

無人車、無人船、無人機

無疑是重頭戲!

然而,「無人」的背後

蘊含著無數廣東人的力量與驕傲!

發布君這就為你揭秘

其背後的故事

無人機

燈火絢爛的港珠澳大橋上,由300架小型無人機組成的編隊徐徐起飛,時而變化成「海豚」造型輕巧躍過橋面,時而排列成「新時代」字樣閃耀奪目,上演了一場蔚為壯觀的空中「舞蹈」。

這場無人機編隊演出的幕後「智造者」,是來自深圳的高巨創新科技開發有限公司(以下簡稱「高巨創新」)。科技與藝術的創新結合,不僅成為今年央視春晚上的一抹亮色,也將廣東的創新實力展現得淋漓盡致。

(綵排資料圖)

據高巨創新副總經理李晨亮介紹,這一次他們採用了技術難度大、對飛行精度要求極高的立體造型編隊,以此呈現更加生動、更具動感也更富感染力的表演效果。

如果將單機飛行比作獨舞,編隊飛行則是群舞,只要一架無人機出現偏差,就會成為障礙物擋住其他飛機的路徑,因此必須做到對失誤「零容忍」。玩過無人機的「飛手」都知道,哪怕單單操作一架都得小心謹慎,更何況是在聲光電磁環境都十分複雜的晚會現場,如何同時操控300架無人機,精確把控編隊飛行,達到最佳演出效果,考驗著整個工程師團隊的技術積澱和智慧。

在實地排練中,困難更是重重襲來:「來到現場之後才發現,港珠澳大橋上的風力常常達到8—9級,對於無人機的穩定飛行來說是一個大難題。」與此同時,港珠澳大橋的主體橋樑部分主要採用鋼結構製造,對無人機信號有著複雜的干擾,而表演區域正處於橋面上空,對無人機的定位提出了十分嚴苛的要求。

(綵排資料圖)

為了確保在戶外環境干擾、空間和時間有限的條件下,不僅能夠讓無人機待在最精準的位置上,保證飛行軌跡整齊劃一;還要能快速完成多種複雜編隊造型和多重動態變幻,高巨創新對每一架無人機的穩定性都進行了靜調,並採用了國際上最先進的RTK高精度定位技術,從而實現了每架無人機的位移控制達到厘米級精度,從而演繹出精美的編隊造型和空中變幻。

令人驚艷的「海豚」造型背後,則蘊藏著對港珠澳大橋這座「超級工程」的深情致意。據了解,大橋所處的珠江口,是國家一級保護動物中華白海豚的重要棲息地。就在表演所在的位置,江海直達船航道橋索塔設計也特別採用了「海豚」造型。「在港珠澳大橋的建設中,不僅有『工程之美』,也有『生態之美』。我們也希望能夠通過無人機的演出展現科技與藝術的融合之美,以此傳遞出人類與海洋和諧共處的美好景象。」李晨亮表示。

(綵排資料圖)

從創意溝通到飛行器改造再到整體方案的設計落實,每一步都有如「闖關」。台上數分鐘的完美呈現,台下是長達1個多月的奮戰,高巨創新的30多名技術工程師全力以赴,經歷了幾十個日夜的技術修改,數千架次的綵排調試。

當300架搭載著LED光源的無人機縱升而起,在夜空中騰挪閃耀;轉眼間,一隻可愛的「海豚」彷彿從碧波中躍出,靈巧地完成了一次與大橋的親密互動……由高巨創新無人機創造出的熠熠景象,令人嘆為觀止。「對我們來說,這是一次最漫長的飛行,也是一次最幸福的起降。」李晨亮說,正是在這個過程中,無人機的潛力被進一步挖掘出來,這是非常寶貴的積累,未來的表演依然有著無限可能。

無人船

一艘7.5米長的海洋無人艇帶領著80條1.6米長的小型無人艇,組合成海上的「離弦之箭」穿過港珠澳大橋,奔向由無人機列陣展現的「新時代」之門;轉眼間,無人機變換成海豚躍上夜空,無人艇則是與之相伴的海上漣漪;浪漫的煙花在港珠澳大橋綻放,無人艇列陣變成了海浪的模樣,點燃著焰火,映襯著宛如海上游龍的港珠澳大橋。

在海中逐風破浪的這81位春晚「演員」,悉數來自珠海雲洲智能科技有限公司。作為我國無人船(艇)行業領軍者,雲洲智能首次亮相央視春晚就是「主場作戰」,展現了「珠海智造」的雄厚實力;科技與藝術的創新融合,也在全球矚目的舞台上寫就華麗新航線。

全球首次編隊演出 研發人員為81條無人艇裝上「智慧大腦」

無人艇編隊表演,不僅對觀眾們來說是一個「新名詞」,對雲州智能的研發人員來說也是第一次。據云洲智能總經理成亮介紹,全球此前有無人艇多艇協同作業經驗的,只有美國軍方,一次最多也就13條無人艇協同,且多用於防務領域,從未嘗試過對外表演。

相較於已經較為成熟的無人機表演,在無人艇領域一切都需要從頭摸索。「我們自主設計完成的這次編隊表演,在全球華人矚目的春晚舞台上實現了81條海上無人艇協同表演,其數量規模、技術難度及視覺效果都是前所未有的。」成亮表示。

「無問西東,但秉初心。」這一次,伶仃洋成為他們書寫精彩的舞台。海上寒風凜冽、波濤騰涌,但這81艘無人艇的靈巧身軀卻迎浪而上,按照設計的隊形和行進路線,依然呈現出完美的列陣姿態。

定時不準,時間不同步;定位不準,空間不同步。在茫茫大海,風浪千差萬別,每條艇的受力均不相同。如何準確定位並控制位移?在這些水上精靈浪漫演出的背後,是智囊團為它們安上了「智能大腦」。據云洲研發人員透露,這是通過控制演算法讓無人艇根據風浪流等感知信息而進行了姿態調整,保持規定的方向前進。

然而,這只是對每條獨立前行的無人艇的基礎控制要求,對於無人艇編隊表演來說,可以說是牽一髮而動全身。要做到多艇協同完成這次展演,控制演算法除了能做到對抗外部航行環境的影響,還需針對相互避碰、隊形保持、隊形變換等方面進行開發。

「如此龐大的編隊規模,對技術提出了很大的挑戰。因為一個系統需要操控的無人艇數量增多,互相干擾甚至發生碰撞的失誤率就高,這也對實時通訊網路提出了更高的要求。」成亮表示,在本次編隊表演的籌備過程中,雲洲把技術重點放在了如何高效地實現通信傳輸,精準地實現隊形變換。

據云洲研發人員介紹,隊形變換實現,需掌握所有無人艇成員的速度精度、艏向精度等運動信息,在演算法上對無人艇航行的時間和空間進行規劃協調。為保證隊形變換時的避障避碰,無人艇隊列成員的狀態信息一致性顯得尤其重要,而通信技術對無人艇隊列成員狀態信息交換有著舉足輕重的作用。

(綵排資料圖)

海上環境的通信傳輸條件十分嚴苛,一方面數十條無人艇協同作業本身就加重通信載荷,而船上的燈光與煙花控制還要佔用部分通信帶寬;另一方面還需注意網路的延遲性,確保幾十條無人艇接收和實施指令能夠同步。

為了保證節目效果,雲洲在通信上採用公網與專網並行使用的方案。搭載無線寬頻專網網路,可避免使用公網情況下無人艇接收指令的滯後性;每一條無人艇上又加裝了中國聯通的4G晶元,當專網網路出現問題則將自動切換至公網。

雲洲研發人員解釋,除了結合公網,在控制上需多做一層保障,控制演算法上已做出當通信出現問題時,依然正常保持隊形的方案。換言之,通信與控制相輔相成,從信號覆蓋、公網專網自動切換,以及保證無人艇隊列成員信息一致性等方面實現多艇協同。

「主場作戰」心裡有底氣

紛繁複雜的線路設計,動感十足的造型變化,絢麗多姿的煙火綻放……從正式接到春晚珠海分會場的演出任務,到生產無人艇、設計協同方案、編排節目成型,雲洲智能只有不到兩個月時間,需要完成從搭載任務設備進行水上作業的智能機器人到海上酷炫的全能演員的變身。

(綵排資料圖)

「克服困難、破解難題,只有不斷地測試、改進,沒有捷徑可走。」成亮表示,從1月底正式進入春晚現場進行排練演出,由幾十名工程師組成的技術保障團隊,改裝、研發、測試過程全部在現場完成,一艘並不寬敞的海上作業船就成為他們的常駐基地。「幸好我們是主場作戰,這讓我們心裡有了底氣。」

無人艇作為多任務通用平台,具備多種設備接入的控制介面,因而,從搭載任務儀器到換上酷炫的彩燈、煙花等設備,只需經過調試則可輕鬆實現。但是怎樣設計編排燈光與煙花的變化效果?這對於搞研發的技術人來說也是一大挑戰。

為此,雲洲智能的研發人員們親自動手,在無人艇上裝載LED光源,同時又專門編寫了一套燈光編排軟體,邊解決技術問題,邊開展視覺設計,左右腦同時運作,竟也把自己培養成了「燈光設計師」。

(綵排資料圖)

81艘無人艇是否已是編隊極限?據了解,編隊航行看似是數量問題,實際上關鍵仍在技術支撐。如果技術控制的精度足夠高,無人船數量也可以更多。成亮覺得,「春晚的舞台可以說為我們提供了一個很好的鍛煉機會,讓我們去不斷去攻克無人艇的技術壁壘,也在挑戰我們自己的極限。」據了解,本次編隊表演設計可對抗環境為2級海況,而在此前的多次排練中,無人艇編隊已成功實現在3級海況下的順利表演。

無人車

伶仃洋上,「超級工程」港珠澳大橋跨海而來。視線伴隨著這條「鋼鐵巨龍」的鋪陳延伸,在央視春晚珠海分會場,科技創新的引擎已經轟然啟動,由100輛比亞迪新能源汽車組成的浩蕩車隊穩步前行,向著2018年開啟新征程。

「自2008年推出全球首款量產的插電式混合動力車型以來,比亞迪陸續推出e6、秦、唐、宋等多款新能源車型,獲得市場的極大認可,2015年起已經連續三年成為新能源汽車世界銷售冠軍。」據比亞迪股份有限公司品牌及公關處市場經理梁爾立介紹,此次參加春晚演出的新能源車型集聚了轎車、SUV、電動大巴等比亞迪品牌旗下完善齊備的產品矩陣,也可以說是廣東乃至我國新能源汽車產業發展的一次「大點兵」。

(綵排資料圖)

「一直盼望能有機會在港珠澳大橋上驅馳,沒想到竟然是在春晚的舞台上,真是最難忘的一次自駕之旅!」 梁爾立說。全長55公里的港珠澳大橋是世界建築史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海大橋,是中國從橋樑大國走向橋樑強國的里程碑;新能源汽車是國家戰略性新興產業,也是中國汽車工業由大到強,實現彎道超車的利器。

多年來,憑藉雄厚的技術研發和創新實力,比亞迪已經掌握電池、電機、電控等新能源汽車核心技術,成為行業領域的標杆企業。作為中國企業「走出去」的代表,深耕海外多年的比亞迪也不僅是單純地輸出產品,而是實現了電動車技術標準輸出的跨越。「港珠澳大橋與新能源汽車的的組合,凝聚著對創新與品質最好的詮釋,也向世界展現出我國在科技創新領域的大手筆布局。」梁爾立感到十分自豪。

(綵排資料圖)

在這支意氣風發的車隊中,還有16輛無人駕駛汽車尤其引人注目:駕駛座上空無一人,方向盤卻在自動旋轉,汽車能夠靈活自如地前行。據了解,這是由比亞迪攜手百度共同打造的無人駕駛新能源汽車,系統以國產、自主可控的智能駕駛技術為基礎,集自動控制、視覺計算、人工智慧等多項技術於一體,配有攝像頭、激光雷達、GPS等設備定位並感知周圍環境,實時對其他道路使用者和突髮狀況做出反應。

無人駕駛系統,也不僅僅是新能源汽車的「黑科技」配置。據梁爾立介紹,今年1月10日,歷時5年、累計投入50億元打造的全球首條搭載自主知識產權無人駕駛系統的跨座式單軌——比亞迪「雲軌」在銀川發布。目前,比亞迪掌握無人駕駛、車輛轉向架、車載網路控制、道岔、系統集成、輪邊直驅電機、車載電池應急驅動等全部核心技術,並100%擁有自主知識產權。

而在珠海,全球首輛無人駕駛集裝箱卡車也於今年1月在高欄港正式投入使用,標誌著自動駕駛技術已經開始進軍港口作業領域。藉助春晚平台,新能源汽車的重裝亮相與無人駕駛技術的驚艷首秀,或許正是一個「信號」,將向世界展現動力更加充沛、運行更具智慧的「中國速度」,讓中國的汽車產業在未來領跑全世界。

文/珠海發布鍾夏

圖/李建束

責任編輯/孟鑫

編輯/明敏

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