目前，舞台演出方式越来越多样化，不断引入了其他行业的技术成果，形成了多种交融的演出形式，以满足各种创意需求。无人机这一曾经高不可及的新产品，如今已逐渐登上舞台，带来了全新的舞美艺术。

2018年2月9日，在平昌冬奥会开幕式上，无人机大放异彩，创造了吉尼斯世界纪录。1218架无人机打造了奥运史上首次无人机灯光秀，打破了“同时放飞数量最多无人机”的吉尼斯世界纪录。

无人机作为“黑科技”之一，在“美国春晚”超级碗的中场秀中，Lady Gaga与数百台无人机一同亮相，彻底点燃了全场气氛。Lady Gaga站在休斯顿的NRG体育场的屋顶上演唱了“God Bless America”和“This Land Is Your Land”。伴随着她的歌声，300台无人机遍布整个超级碗赛场的上空，组成一幅飘扬的美国国旗，场面十分壮观。

无人机是如何做到这一点的？

将无人机应用于演艺创作中，无人机更多时候是在三维空间中进行飞行造型。因此，面临的主要问题之一是定位更加复杂。由于舞台环境的不确定性以及无人机系统组件和传感器，包括数百个驱动无人机的电机的变化，这种无人机表演系统需要更高的精确度。那么，这项技术是如何实现的？

无人机表演系统是一个采用了分布式人工智能、机器人技术和复杂算法的先进演出自动化系统，旨在满足现场娱乐业所需的强大功能和安全性。

无人机编队表演的应用场景有哪些？

通常情况下，大多数室外无人机编队表演主要依靠差分GPS进行定位。由于常规GPS定位可能产生数米的误差，这在无人机起飞时可能导致坠机或碰撞等安全隐患。通过使用RTK技术，通过建立在地面上的基准站校准，差分GPS的精度可以达到厘米级，从而实现顺利编队。然而，差分GPS的成本较高，且无法在室内使用，这也使许多厂商和服务提供商望而却步。

另一种是室内无人机编队表演，在表演场地的地面上有许多明显的标记，供室内光流定位系统识别。通常，无人机底部装有超声波高度计，用于测量无人机距离地面的高度，而向下摄像头则可以识别这些地面上的标记点。这种室内定位系统已在消费级无人机上普及，具有高精度、低成本和适用于室内的特点，但飞行高度有限，一般只有几米高。

进行无人机表演需要考虑许多因素，而无人机本身只是其中的一个方面。无人机是自主的，由一人监管，不需要单独控制每个无人机的动作。相反，操作员只需发出诸如“降落”或“起飞”的高级指令，同时监控多个无人机的运动，并应对异常情况。换句话说，无人机的先进自动化系统取代了许多人工操作员的角色，实现了对无人机的标准化远程控制。无人机是飞行机器人，在人类监管下可以自主导航和自动驾驶。

为了实现自主导航，无人机需要一种可靠的方法来确定它们在空中的位置。如前所述，尽管无人机在室外可以使用GPS进行自主导航，但在室内环境中，GPS并不是一个可行的选择。GPS信号在大型建筑附近会受到干扰，在室内环境中通常不可用或显著下降。由于GPS信号的减弱可能导致自主飞行的不可靠或不安全，无人机必须采用专门的室内定位技术。

该系统由一个可靠的室内定位系统、智能自主无人机以及一个合适的操作界面组成，允许单个操作员同时控制多个无人机的协调运动。这种方法不仅提高了效率和效能，还是一项关键的安全要求：操作员的错误往往是许多现场活动中无人机事故的主要原因。随着无人机数量的增加，安全风险也随之增加，导致飞行计划变得更加复杂，空中碰撞的可能性增大。自主控制让操作员能够更安全地远程控制多个无人机，尤其是在狭小空间内操作时。

无人机表演创作过程中的另一个关键要素是无人机创作工具。对于一些高科技互动的大型舞台表演，需要工具来高效地创建大量无人机的飞行轨迹。这些轨迹需要考虑到无人机的实际飞行力学、执行机构的限制以及空气动力学效应，如空气湍流或升力。由这些工具生成的无人机动作需要无碰撞，并允许进行紧急操作。为了创造出令人瞩目的效果，无人机创作工具还需要了解无人机的所有动态特性。