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看春晚的“三无产品”:无人机变海豚,无人车扭秧歌;炫黑科技的那些事

无人争锋2018-09-23 10:16:11

来源:网络、物联网智库


Ladies and 乡亲们!伴随着充满神州大地的阵阵鞭炮声,我们一起辞旧迎新迎来了2018春节。为了给人们烹制这道必不可少的年夜盛宴,节目组匠心巧思,无人车+无人机+无人船海陆空科技秀,VR、AR到机器人,各种“黑科技”炫目登场!


无人车、无人机、无人船跳起团队舞!


本次央视春晚设立了五大场址,除了北京主会场外,还在贵州、珠海、山东、海南四地设立了分会场。

▲广东珠海分会场

珠海分会场的开场秀中,在波浪奔腾的珠江口海面上,一艘7.5米长的“瞭望者”号海洋无人艇带领着80条1.6米长的小型无人船,列队成海上的“离弦之箭”穿过港珠澳大桥;搭载百度Apollo开放平台的自动驾驶车队在港珠澳大桥上完成“8”字交叉跑的高难度动作;转瞬间,由零度智控和高巨创新共同组建的无人机编队变成一条3D立体的白海豚,跃过烟花环绕的港珠澳大桥,云洲无人艇则闪烁着灯光,化作天地相映的海上涟漪。




今年,由百度、比亚迪、云洲、零度智控和高巨创新等企业组成的“海陆空”高科技阵容通过一场智能的表演向全国观众献礼。


无人车

这场科技盛宴由百度 Apollo 无人车领衔——他们也是首批跑上港珠澳大桥的自动驾驶车队。



过去一年,百度的无人车先后开上了北京五环、雄安新区、美国拉斯维加斯 CES 展。如今,百度又将无人车开到了春晚现场。



据报道,此次在春晚亮相的百度 Apollo 自动驾驶车队覆盖了多种车型,包括:百度与比亚迪合作打造的 18 辆自动驾驶新能源乘用车、与金龙客车合作打造的 5 辆自动驾驶微循环巴士,以及与智行者合作打造的 5 辆自动驾驶扫路机和自动驾驶物流车。


上述三个合作伙伴都是百度  Apollo 重要成员,而不同的车型涵盖的场景包括:家用出行、园区接驳、城市清洁、物流运输等。


无人艇


云洲的无人船队排成海上的“离弦之箭”穿过港珠澳大桥

本次参演的无人艇是来自珠海云洲智能科技有限公司,据悉,这也是云洲无人船多艇协同技术的首次亮相。


对于云洲的技术团队而言,81条无人船同时协同运行在产业中是前所未有的。本次演出的现场环境属于三级海况,既要满足队形变换,又要避免碰撞,难度和挑战是非常高的。


云洲拥有针对不同应用场景的多种无人船


首先,本次春晚的表演要求无人船队精准地穿过有宽度限制的大桥,云洲团队迅速挑选了尺寸最合适的ME40小型无人船和造型最霸气威武的“瞭望者”号无人艇。


此外,面对无人船编队行进过程中的风浪流涌等环境干扰因素以及船体动力系统变化等,云洲团队采用了鲁棒和自适应控制技术,确保对于船队的顺利控制;高精度的GNSS和惯导的组合导航,结合RTK技术,则确保了无人船编队的精准行进轨迹。在确保编队的控制和导航之外,云洲团队采用了虚拟领航者结合路径的跟踪算法,采用了最优的规划算法,实现大数量密集编队的队形变换和自动防撞。


另外一个重要的因素就是保持无人船之间的实时通信能力。无人船的队形变换需要实时掌握每条船的运动状态参数,云洲团队为了确保近百艘无人船可以同步接收和实施指令,采用了宽带公网和自组网专网结合的异构通信系统,以实现大容量编队节点和编队拓扑动态变化下的通信需求。云洲自组的无线宽带专网网络,可以有效避免无人船在公网环境下接收指令的滞后性,每一条无人船上又加装了中国联通的4G芯片,实现公网与专网同步,自动选择最优通信网络。


无人机


时而化身白海豚飞跃港珠澳大桥,向全国人民互动问好;时而又变作“新时代”三个大字,在夜空中熠熠生辉。这是由零度智控和高巨创新共同打造的高巨零度无人机编队表演,也是国内首次大型3D立体无人机编队灯光秀。


数百架机器齐齐上阵,复杂多变的轨迹设计,如何确保每一架无人机均在无干扰的状态下顺利完成动作?要在9级海风中完成整场表演,无人机又如何做到准确定位?高巨创新负责人在采访中对这些问题进行了回答。


作为高巨创新为此次春晚特意打造的创新节目,李晨亮坦言,此次无人机编队表演打造的3D立体海豚造型,虽在春晚镜头仅是几分钟的呈现,却凝聚了高巨零度无人机编队工程师们的大量心血。


保证无人机的精准定位,是确保表演顺利执行的关键。李晨亮介绍,一般的GPS定位精度在2.5米左右,受天气和环境等客观条件影响,误差可能更大。而此次在港珠澳大桥上进行编队飞行,海上的大风、桥上强大的地磁干扰、以及现场的光电干扰都在考验着无人机编队的工程师们。


为提高精准度,工程师们创新采用了GPS-RTK载波相位差分定位技术,定位精度可达厘米级,以保证无人机精准执行飞行轨迹,完成复杂的舞步动作,这是该项技术在国内首次运用在3D立体户外无人机编队上。


对于超过100架的户外无人机编队,通讯技术也成为影响的重要因素之一。为此,工程师们又绞尽脑汁优化数据结构,同时加大带宽,确保编队无人机实时通讯网络正常,无人机高标准执行舞步动作,向全国观众呈现一场精彩的表演。


AR、VR、全息加持!酷炫舞台!


看了这么多届的春晚,不论节目质量到底如何,但毋庸置疑的是,舞台效果是越来越酷炫了,这得益于LED屏、全息投影、VR、AR等各种技术的加持。


虚拟现实VR

在2017年鸡年春晚上,VR虚拟现实第一次被搬上春晚,来自兰亭数字公司的苏航任春晚VR内容的总导演。


拍摄VR节目不仅要考虑演员人数、走位、舞美、道具等,而且要充分考虑安全距离、VR的机位震动等因素。拿魔术来说,需要跟摄像机配合,但VR摄像机全景拍摄,无孔不入,哪都看得见,就穿帮了。


今年,VR技术再次亮相,满足了部分观众想要身临其境观看节目的愿望。


“主会场,我们在一号演播大厅的舞台上方、晚会中央、右侧摇臂和台前移动电架设了四台采用3D技术的VR设备。挑选3个精彩的春晚节目进行录制,同时还将镜头对准后台演员,拍摄他们的化妆、休息等花絮。”中央电视台技术制作中心副主任赵贵华赵贵华说,节目组还派出4组VR拍摄团队分赴珠海、贵州、泰安、三亚,使用超高清VR摄像机,将分会场的节目拍下来。此外,围绕四地不同的民俗特色风光,为四地拍摄了VR风光片。“去年我们拍了20多个VR短视频,今年春晚预计要拍摄40多个,这些节目将在除夕当晚在央视网、央视影音、央视综艺三个平台进行发布。”


增强现实AR

近年来,在春晚转播中,通过电脑技术,将虚拟的信息应用到真实世界,将真实的现场和虚拟的物体叠加出现在同一个画面和空间等技术不断得到应用。据悉,今年有9个春晚节目中植入了AR虚拟技术,让节目更生动,让观看更过瘾。


AR技术添加的艺术效果是只能呈现给电视前的观众的,现场的观众是不能看到这些舞台效果的,这是AR技术与全息投影技术的不同。



图.2012年《万物生》节目效果


全息投影

说到全息投影,相信大家首先想到就是2015年羊年春晚上duang一下冒出来的李宇春、李宇夏、李宇秋、李宇冬。


全息投影技术也称虚拟成像技术,是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像,还可以使幻像与表演者产生互动,一起完成表演,产生令人震撼的演出效果。



下图这个不起眼的45度装置是整个全息演出的核心:



3D全息透明屏幕是一种采用了全息技术的透明投影屏幕,这种投影屏幕具有全息图像的特点,只显示来自某一特定角度的图像,而忽略其他角度的光线。即使是在环境光线很亮的地方,也能显示非常明亮、清晰的影像。



当时李宇春演出中使用的45度斜拉膜方式,在地面有一块LED屏幕,预先制作好的视频在LED上播放,通过45度的膜把可见光折射到观众眼中,由于观众是看不到屏幕的,看起来人就是凌空出现在舞台空间中了,至于春春和冬冬、夏夏、秋秋的互动就只能靠排练了,就是人对着视频的节奏去演。



至于今年春晚周杰伦、蔡威泽带来的魔术歌舞《告白气球》所呈现出来的舞台效果,不少网友猜测不是用到全息投影,就是AR技术。