無人機編隊飛行表演到底難不難？
無人機編隊飛行表演到底難不難？
這個五一，抖音帶火的西安是真心熱鬧很，哪哪都是人啊，其中節日的重頭戲是5月1號當晚永寧門廣場的千餘架無人機飛行表演，活動當晚，永寧門是燈火輝煌，人山人海，這陣仗也是嚇壞了小編。
滿心期待的準備在朋友圈看直播的小編髮現一個很有意思的情況，大家分享的都是之前綵排時候的視頻和照片，配以「厲害了，大西安」之類之類的話，又過了一會有人發飛機掉了，表演失誤的圖片，這就有點意思了，小編的這個好奇心被激發了，上網一查果然出了狀況。
本來作為搞航空的覺得沒什麼，工程項目失誤很正常，可是後續事件不斷發酵，甚至人民日報都發文，畢竟「耗資千萬勞民傷財」，「綵排正常正式演出失誤」，「吉尼斯世界紀錄」這樣的字眼太容易被寫出來。尤其又是全網直播的時代，這麼重大的時間和時間出現這樣的狀況。
但是小編並不想用「失敗」這個詞，更願意用「失誤」，那麼無人機編隊飛行表演到底難不難？小編在研究生時期恰好給無人機協同編隊控制相關課題搬過磚，今天就以自己有限的認知來說道說道，如果有說的不對的，還請大神指出。
從大的方面來講，無人機編隊飛行表演需要若干飛機本體平台和地面控制站配合完成，地面站發送指令，使無人機完成規定的飛行動作，為了完成這些動作，就需要飛機的控制系統完成兩個方面的工作，一個是制導，一個是控制。制導是到哪去，控制是怎麼去，可以這麼理解這兩個概念，現在從 鐘樓往大雁塔去，路線有很多條，挑選哪一條路線是制導乾的事情，這時候可能會考慮的影響因素會有是要時間最短呢？還是距離最短呢？然後具體你是踩著貓步去，還是踢著正步去，是控制乾的事情。
無人機編隊飛行的方式分兩類，假編隊和真編隊，假編隊就是每架無人機自己管自己，根據預先設定好的航線，自己飛自己的，跟別人不發生關係。真編隊就需要飛機之間的相互通信，互相看著點飛，不能光自己耍，這時候需要顧及的因素就很多了，通信鏈路的穩定，感測器精度，系統時間延遲等。從當天的實際情況看，有部分造型是完成的，有部分是不完整的，而且沒有發生大規模的相撞掉落，應該是地面站中的某幾個和所控制的無人機之間出現了通信故障，畢竟每個地面站要控制幾百架，才導致了成片的造型未能正確展示。這個從表演執行方億航的公告也可以看出來。
那麼既然無人機之間也是有通信的，那他就是真編隊，對於真編隊的飛行方式又主要有長僚型、基於行為型和虛擬結構型，實際工程中最常用的還是主從型。
長僚型就是群體里小弟跟著大哥走，可以使所有小弟跟一個大哥走，也可以是A首先管一些人，這些人都聽A的，B首先也有一些人，C也是一樣……然後A、B、C等這些小頭目都聽最大的頭目X的。
在飛行表演中會有編隊匯合與分離，誰先進入隊形，誰後進，分別到哪個高度上，需要等多長時間，這些都是需要明確的策略，然後在飛行表演中必然會涉及到的隊形變換問題，隊形的伸縮、旋轉、內部互調等，只有所有無人機協同配合才能完成一次複雜的飛行表演，這裡面的複雜變換會帶來高度、速度和各種姿態角的變化，一般在控制策略上都會設置不同的優先順序和多個參數。同時，在轉彎的過程中，編隊中的無人機需不需要互換位置，或者需不需要從並排的飛行過渡成縱隊飛行都是要根據實際表演要求提前制定好的。
有了完成的編隊策略之後，編隊的控制還應該考慮緊密編隊時，飛機之間產生的氣流影響和近地面複雜氣象環境的耦合疊加效應，這些都會影響到編隊的效果，這些情況都是在編隊控制器設計中需要考慮的，當然還有本次失誤最有可能的元兇，近地面複雜的電磁環境，可能會干擾到數據通信鏈路的穩定。
最後，在各方面條件都具備的情況下，僚機通過數據鏈通信，接收到長機的速度、航向、高度等信息，根據相對運動關係和編隊指令，結合自身的飛行狀態，通過編隊控制器給出自身需要的速度、航向、高度指令，從而實現編隊飛行，最終完成整個飛行表演。
說了這麼多，各位看官可以自行判斷無人機編隊飛行表演難還是不難，據悉從今年開始，西安的無人機飛行表演將會常態化，後續還是希望類似的失誤不要發生，酷不酷炫，造型最重要啊。
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