怎样让10000架无人机听你的指挥

由成千上万架无人机完成的灯光秀，已经成为逢年过节或者重大活动时广受关注的节目。这些无人机群，像有魔法一般，能变换出各种形状：旋转的地球、跃动的飞龙，甚至是鲜活的人像。它们不仅造型独特，还能同步运动，变换颜色，组成动态的视觉盛宴。

你一定很好奇吧！上万架无人机是如何协调一致、井然有序地完成表演的？它们是如何“听懂”指挥，又是如何精准地完成复杂动作的？今天，我们就来揭开无人机灯光秀背后的科技秘密。

要理解无人机灯光秀的原理，就得先从LED点阵屏说起。

你一定见过户外电子广告牌或家里的LED电视吧！这些屏幕其实是由无数个小灯珠组成的矩阵。每个灯珠都可以发出红、绿、蓝三种颜色，通过组合产生丰富多彩的图像，再通过控制不同图像之间的切换，利用人眼的视觉暂留效应，就能展示出流畅的动态视频了。

无人机灯光秀的原理与LED点阵屏类似。每架无人机上都装有一个可调亮度和颜色的灯泡，相当于LED屏上的小灯珠。大量无人机在空中按矩阵排列，通过控制灯泡的亮灭和颜色组合，形成飘浮的LED显示屏。不同于传统二维LED屏，无人机LED屏是三维立体的，并且能在空中变形或运动，使灯光秀更加生动震撼。

如何精准控制10000架无人机，让它们拼接成不同形状，例如地球、飞龙、长城或人像……

以地球为例，首先通过计算机软件生成一个地球的三维模型，确定其尺寸和颗粒精度；然后，就像将地球切成薄片一样，将地球模型分成多个层次，计算每一层需要的无人机数量和位置；将这些切片按照顺序排列，就能拼出一个三维立体的地球形状。

接着，控制每架无人机上灯泡的亮灭与颜色组合，便能呈现出一个生动的地球影像。进一步调整无人机灯光的时序和10000架无人机的运动方式，可以使地球呈现出旋转或飞行的效果。每个切片中放置的无人机数量越多，无人机之间的距离越近，画面的显示精度和分辨率也就越高，呈现出的效果就越清晰精细。

完成以上工作后，就能计算出每架无人机在特定时间点的精确位置，以及灯泡的亮灭与颜色变化。这样就能针对要呈现的灯光秀内容，设计出每架无人机的飞行航迹和灯光控制时序，生成无人机行动指令了。这通常由地面工作人员通过计算机和仿真软件进行调试和生成。

（路马摘自《问天少年》2025年第3期，作者系北京航空航天大学无人系统研究院院长、教授）