1 引言
隨著國(guó)內(nèi)演出市場(chǎng)需求的變化，各種流動(dòng)演出和固定演出體量和規(guī)模逐漸增大，演出形式也日益豐富，因此，演出設(shè)備的種類(lèi)不斷變化，對(duì)演出設(shè)備的技術(shù)要求不斷提升。以流動(dòng)演出為例，之前幾乎都是固定設(shè)備為主，一般采用固定桁架搭臺(tái)，演出方式主要靠燈光音響來(lái)配合，但最近幾年演出形式開(kāi)始多樣化，涌現(xiàn)出了很多新穎的機(jī)械設(shè)備，如增加舞臺(tái)動(dòng)感效果的柔索并聯(lián)機(jī)器人、可編程矩陣球、機(jī)械臂、全向車(chē)臺(tái)、擬態(tài)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等演出設(shè)備，極大地豐富了演出的形式和內(nèi)容（見(jiàn)圖1）。
在演出中，加入矩陣球表演方式的舞臺(tái)，通過(guò)數(shù)量龐大的矩陣球的造型、色彩的變化，增加演出效果，有些矩陣球還可與演員互動(dòng)做出特殊造型；柔索并聯(lián)機(jī)器人，典型的為二維、三維威亞，可將人、攝像機(jī)、道具等在空中進(jìn)行快速移動(dòng)，配合表演定位；采用機(jī)械臂的方式可裝載演出用的大型顯示屏，也可將燈光進(jìn)行托舉，同時(shí)通過(guò)編程還能將人與機(jī)械臂進(jìn)行互動(dòng)，使演出模式更靈活，燈光的角度更加多樣；采用全向車(chē)臺(tái)則可以將道具或演員方便地移動(dòng)到舞臺(tái)的任意位置，使布景活起來(lái)，與演員的表演融為一體；擬態(tài)機(jī)器人則可通過(guò)單獨(dú)表演或與演員配合的方式，形成單體或群體表演，豐富表演形式；無(wú)人機(jī)群則可以通過(guò)無(wú)人機(jī)構(gòu)建大空間背景下的燈光造型展覽展示，使表演立體化，擴(kuò)展舞臺(tái)空間。
下面針對(duì)上述幾種用于舞臺(tái)表演的機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用形態(tài)及實(shí)現(xiàn)功能展開(kāi)闡釋。
2 柔索并聯(lián)機(jī)器人
2.1應(yīng)用形態(tài)
柔索并聯(lián)機(jī)器人是一類(lèi)特殊的并聯(lián)機(jī)器人，其末端動(dòng)平臺(tái)通過(guò)柔索與固定平臺(tái)連接，根據(jù)各支鏈協(xié)調(diào)變化索長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其位置和姿態(tài)的改變。與傳統(tǒng)機(jī)器人相比，其具有慣性小、響應(yīng)快、高速性能好、工作空間大等一系列優(yōu)點(diǎn)。
在演藝領(lǐng)域使用的柔索并聯(lián)機(jī)器人主要為各種威亞，包括兩軸驅(qū)動(dòng)的雙線(xiàn)飛行器，三軸四軸驅(qū)動(dòng)的三維威亞，更多鋼絲繩牽引驅(qū)動(dòng)的多姿態(tài)移動(dòng)平臺(tái)，如圖2所示。
舞臺(tái)上常規(guī)出現(xiàn)的為一維威亞，也叫單點(diǎn)吊機(jī)，主要用于表演人員或者物體的上升下降，表演形式相對(duì)單一。
二維威亞則分為多種，有采用升降平移分離的軌道威亞、索道威亞，也有兩臺(tái)單點(diǎn)吊機(jī)末端互聯(lián)形成的雙線(xiàn)飛行器。雙線(xiàn)飛行器相比軌道、索道威亞，不占用空間，可任意拆卸和任意組合，可控制人或道具在一個(gè)平面上進(jìn)行表演，不僅可以進(jìn)行上升下降的動(dòng)作，還可以進(jìn)行左右移動(dòng)的操作。
三維威亞通常采用四根繩索牽引，有X、Y、Z三個(gè)空間自由度，可以將演員或道具在三維空間中進(jìn)行任意位置的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)立體空間的效果（見(jiàn)圖3）。多姿態(tài)移動(dòng)平臺(tái)則通過(guò)6～8根鋼絲繩牽引，除了可控制人或道具在空中的移動(dòng)，還可控制物體的姿態(tài)，比如傾斜等動(dòng)作。
雙線(xiàn)飛行器相比軌道和索道威亞，組合靈活，方便拆卸，受現(xiàn)場(chǎng)空間環(huán)境影響較小，如目前在建的恒大?；◢u項(xiàng)目觀(guān)眾廳就采用了十套雙線(xiàn)飛行器，演員可通過(guò)飛行器從觀(guān)眾席后端飛向舞臺(tái)。三維威亞目前應(yīng)用場(chǎng)所較多，固定場(chǎng)所如銀川演藝中心、道真演藝中心、哈爾濱萬(wàn)達(dá)、滿(mǎn)秀等，流動(dòng)舞臺(tái)則比較常見(jiàn)，如大型體育場(chǎng)館，各種演唱會(huì)，綜藝節(jié)目都有使用。多姿態(tài)移動(dòng)平臺(tái)目前主要是一些展覽展示在用，如2017年北京PALMEXPO（音響燈光展）上展出的八軸飛毯。
2.2技術(shù)要點(diǎn)
在演藝領(lǐng)域的應(yīng)用中，柔索并聯(lián)機(jī)器人一般需滿(mǎn)足如下技術(shù)功能。
軌跡離線(xiàn)編程。編輯軌跡，設(shè)定需要經(jīng)過(guò)的軌跡點(diǎn)，并通過(guò)軌跡自動(dòng)平滑等技術(shù)處理設(shè)定好的運(yùn)行軌跡；同時(shí)，還可設(shè)定軌跡的運(yùn)行時(shí)間等，以及軌跡運(yùn)行其他參數(shù)的設(shè)定和自檢；支持軌跡離線(xiàn)仿真。
示教功能。能將手動(dòng)運(yùn)行的軌跡進(jìn)行記錄，并回放；可通過(guò)手柄先試運(yùn)行軌跡，同時(shí)開(kāi)啟軌跡記錄功能，記錄完成后可將軌跡進(jìn)行完整的重現(xiàn)。
運(yùn)行區(qū)域設(shè)定。可手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行區(qū)域， 保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)運(yùn)行過(guò)界和碰撞。
為了實(shí)現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)一般需要采用多種算法，如基于樣條曲線(xiàn)的軌跡生成算法，基于S曲線(xiàn)的加減速控制算法，基于軌跡球控制的三維視圖控制算法等。
3 全向車(chē)臺(tái)
3.1應(yīng)用形態(tài)
全向車(chē)臺(tái)也稱(chēng)萬(wàn)向車(chē)臺(tái)，通過(guò)規(guī)劃路徑，可完成車(chē)臺(tái)的全方向移動(dòng)及中央轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)切換布景和遷移演員。
在演出應(yīng)用中，按照演藝節(jié)目編排要求編程控制車(chē)臺(tái)的行走路徑，車(chē)臺(tái)搭載演員或布景進(jìn)行上場(chǎng)或退場(chǎng)、在指定時(shí)間和位置表演旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，極大地豐富了藝術(shù)表演的形式。另外，它的真實(shí)研究?jī)r(jià)值不僅僅體現(xiàn)在演藝場(chǎng)所的藝術(shù)表演上，其蘊(yùn)含的全輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)航定位技術(shù)完全可以應(yīng)用到車(chē)間、碼頭、船艦上的物流傳輸系統(tǒng)，在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中有著巨大的市場(chǎng)潛力。
需要說(shuō)明的是，在平昌冬奧會(huì)閉幕式上應(yīng)用的全向車(chē)臺(tái)（見(jiàn)圖4），被很多人誤認(rèn)為是智能機(jī)器人。其實(shí)，全向車(chē)臺(tái)與目前的智能機(jī)器人有所區(qū)別，全向車(chē)臺(tái)更強(qiáng)調(diào)預(yù)編程行為，嚴(yán)格按照編輯好的動(dòng)作進(jìn)行表演，一般無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)軌跡規(guī)劃等行為。
3.2技術(shù)要點(diǎn)
相比用于物流的全向移動(dòng)平臺(tái)，用于演出的全向車(chē)臺(tái)主要有如下技術(shù)需要解決。
軌跡規(guī)劃不同。不同于工廠(chǎng)制造環(huán)境，演出機(jī)器人的最大難題，來(lái)自于運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的多樣性，以及需要保證與演員表演、演出音樂(lè)、地面投影、場(chǎng)地?zé)艄獾鹊母叨冉y(tǒng)一。傳統(tǒng)上工廠(chǎng)用的全向車(chē)臺(tái)（移動(dòng)機(jī)器人）側(cè)重于效率、精度和速度，這也直接決定了機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)路徑多以直線(xiàn)、圓弧為主，機(jī)器人的加減速度規(guī)劃曲線(xiàn)呈現(xiàn)一個(gè)規(guī)則的梯形。而用于演出領(lǐng)域的全向車(chē)臺(tái)（表演機(jī)器人）為了完成完整的舞美創(chuàng)意，僅靠直線(xiàn)和圓弧轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要像芭蕾舞演員在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，還可畫(huà)出優(yōu)美的弧形；同時(shí)，還需要多臺(tái)表演機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。
適應(yīng)環(huán)境復(fù)雜。由于演出過(guò)程中，有時(shí)候需要人員與車(chē)臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)，一般對(duì)于采用激光導(dǎo)航的車(chē)臺(tái)而言，遮擋比較嚴(yán)重，同時(shí)光干擾也較大，需解決導(dǎo)航環(huán)境不理想情況下的定位，比如慣性導(dǎo)航等。
多車(chē)臺(tái)拼接。演出過(guò)程中有時(shí)需要運(yùn)送比較大的道具，需要車(chē)臺(tái)對(duì)接并完全同步運(yùn)行。
全向車(chē)臺(tái)在演藝領(lǐng)域中的應(yīng)用，一般需滿(mǎn)足如下技術(shù)功能。
軌跡離線(xiàn)編程。編輯軌跡，設(shè)定需要經(jīng)過(guò)的軌跡點(diǎn)，并通過(guò)軌跡自動(dòng)平滑等技術(shù)處理設(shè)定好的運(yùn)行軌跡；同時(shí)，還可設(shè)定軌跡的運(yùn)行時(shí)間等，以及軌跡運(yùn)行其他參數(shù)的設(shè)定和自檢；支持軌跡離線(xiàn)仿真。
避障功能。一般通過(guò)內(nèi)置激光避障和紅外等傳感器，并結(jié)合算法實(shí)現(xiàn)避障功能。
運(yùn)行區(qū)域設(shè)定。可手動(dòng)設(shè)置運(yùn)行區(qū)域， 保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)運(yùn)行過(guò)界和碰撞。
全向車(chē)臺(tái)的上述技術(shù)特征均有別于傳統(tǒng)劇場(chǎng)設(shè)備，某些編程手段與柔索并聯(lián)機(jī)器人類(lèi)似，也是機(jī)器人編程的一個(gè)分支，和物流機(jī)器人又有所不同，不需要自動(dòng)規(guī)劃路徑，需要嚴(yán)格按照編好的路徑進(jìn)行移動(dòng)。
4 矩陣球
4.1應(yīng)用形態(tài)
矩陣球，也稱(chēng)動(dòng)態(tài)雕塑、懸浮球陣列，是由數(shù)百到數(shù)千個(gè)懸浮體組成的陣列，每個(gè)懸浮體通過(guò)一根拉線(xiàn)受控，可做垂直運(yùn)動(dòng)，每個(gè)懸浮體的運(yùn)動(dòng)組成一體化的動(dòng)作。
動(dòng)態(tài)雕塑在計(jì)算機(jī)的控制下，以立體方式展現(xiàn)圖案、文字、變換的曲線(xiàn)曲面，伴隨音樂(lè)舞動(dòng)，亦或靈動(dòng)，亦或柔美，帶給觀(guān)眾極強(qiáng)的視覺(jué)沖擊感，具有超乎想像的展示效果，在科技館、展廳、大型商場(chǎng)、舞臺(tái)等演藝娛樂(lè)場(chǎng)合迅速地應(yīng)用，圖5所示為動(dòng)態(tài)雕塑在舞臺(tái)上的應(yīng)用場(chǎng)景。
4.2技術(shù)要點(diǎn)
為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)特性和易操作特性，系統(tǒng)采用伺服+高速工業(yè)以太網(wǎng)的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)雕塑由一個(gè)個(gè)一體化懸浮體組成，運(yùn)用分布式實(shí)時(shí)控制、伺服控制等技術(shù)。每個(gè)懸浮體安裝簡(jiǎn)單，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的緊固件固定在吊頂鋼架上；電氣部分只需要多芯插座連接，一般的工人即可以完成安裝；整體采用無(wú)機(jī)柜無(wú)機(jī)房設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化運(yùn)維成本，用戶(hù)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件可以靈活地控制懸浮陣列的場(chǎng)景變換。
目前動(dòng)態(tài)雕塑的實(shí)現(xiàn)主要有兩種技術(shù)方式。
一般應(yīng)用于高速高精度場(chǎng)合，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)采用伺服電機(jī)，每個(gè)伺服電機(jī)間通過(guò)高速工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)布置控制網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的速度可達(dá)到幾米每秒的運(yùn)行速度。系統(tǒng)針對(duì)雕塑的編程采用專(zhuān)業(yè)的編程軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，編程方式相對(duì)靈活多樣。
一般應(yīng)用于要求相對(duì)較低的場(chǎng)合，方案采用DMX512信號(hào)來(lái)控制每個(gè)點(diǎn)，電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)，軟件編程通常采用現(xiàn)成的燈光控制臺(tái)進(jìn)行編程，運(yùn)行速度較慢，編程較為繁瑣。
軟件（見(jiàn)圖6）一般應(yīng)具備如下的功能。
固定模型編輯：可編輯某個(gè)區(qū)域的動(dòng)態(tài)雕塑按照設(shè)定好的數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，如正弦余弦、直線(xiàn)、斜面等固定的模型。
字符編輯：可將動(dòng)態(tài)雕塑用于顯示字符，如數(shù)字、漢字、英文字母等。
圖形編輯：可將動(dòng)態(tài)雕塑顯示固定的畫(huà)面。軟件可對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理，包括調(diào)整灰度值等處理功能。
自定義函數(shù)編輯：可用于任意函數(shù)編輯，用于顯示用戶(hù)指定的特殊函數(shù)，如特定的曲面曲線(xiàn)等信息。
5 機(jī)械臂
5.1應(yīng)用形態(tài)
對(duì)于演藝行業(yè)來(lái)說(shuō)，機(jī)械臂誠(chéng)然是玩轉(zhuǎn)舞臺(tái)的點(diǎn)睛之筆。尤其是隨著技術(shù)的不斷更新，機(jī)械臂已然全面進(jìn)入演藝領(lǐng)域，LED顯示屏可以在機(jī)械臂的掌控下隨意飛行、拼接、拆分、旋轉(zhuǎn)，在舞臺(tái)空間形成各種造型的LED背景顯示。機(jī)械臂也可與多媒體、燈光、音樂(lè)“共舞”。
與目前常規(guī)的舞臺(tái)機(jī)械相比較，機(jī)械臂有體積大、自由度多、慣量大、速度快、精度高、安全性和可靠性要求高等特點(diǎn)。多數(shù)廠(chǎng)家采用購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的工業(yè)機(jī)器人來(lái)完成，比如“珠江紅船”上的演出采用的是傳統(tǒng)常規(guī)的機(jī)器人（見(jiàn)圖7），借此加入很多表演元素，采用人與機(jī)械臂互動(dòng)的方式來(lái)增加表演效果。但也存在特殊情況，如傳統(tǒng)常規(guī)的機(jī)器人由于載荷、形狀等無(wú)法滿(mǎn)足演出要求，需特別定制開(kāi)發(fā)，如武漢“漢秀”采用的機(jī)器人（見(jiàn)圖8）。
5.2技術(shù)要點(diǎn)
由于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年，機(jī)械臂相對(duì)成熟度較高，已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)合多年，有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。基于機(jī)械臂的機(jī)器人多數(shù)采用現(xiàn)有的軟硬件來(lái)完成，比如采用機(jī)器人的示教功能，將動(dòng)作進(jìn)行示教規(guī)劃，使得機(jī)械臂能按導(dǎo)演要求進(jìn)行動(dòng)作重現(xiàn)；也可通過(guò)機(jī)器人控制接口，發(fā)送目標(biāo)點(diǎn)給機(jī)器人，通過(guò)額外的人機(jī)交互功能來(lái)完成指令的下發(fā)和執(zhí)行。目前，也有很成熟的編程功能滿(mǎn)足使用需求，應(yīng)用時(shí)一般需要了解機(jī)器人自帶的功能即可；也可使用第三方編程軟件，如RobotMaster，RobotArt，RobotWorks等軟件，按照演出需求進(jìn)行預(yù)編程，并可實(shí)現(xiàn)離線(xiàn)編程。
6 擬態(tài)機(jī)器人
6.1應(yīng)用形態(tài)
目前，擬態(tài)機(jī)器人被運(yùn)用到舞臺(tái)表演主要是作為伴舞，表演的形式通常是幾十臺(tái)機(jī)器人組成方陣隨著背景音樂(lè)或歌手的演唱翩翩起舞，加之機(jī)器人身上LED燈的七彩變幻，達(dá)到一種科技與律動(dòng)結(jié)合的效果。擬態(tài)機(jī)器人本身的科技含量其實(shí)并不高，是通過(guò)所謂“舵機(jī)”（一種廉價(jià)小型伺服電機(jī)）來(lái)控制各個(gè)關(guān)節(jié)，先根據(jù)舞美的要求預(yù)先設(shè)定好舞蹈程序，每個(gè)舵機(jī)按時(shí)間順序向不同的角度移動(dòng)，從而有了跟著音樂(lè)的舞步。
整個(gè)舞蹈程序以無(wú)線(xiàn)觸發(fā)方式啟動(dòng)，這樣所有擬態(tài)機(jī)器人可以在同一時(shí)刻啟動(dòng)整個(gè)舞蹈程序。雖然擬態(tài)機(jī)器人本身技術(shù)難度不大，但是要使數(shù)量如此之多的機(jī)器人同時(shí)按一個(gè)既定的程序動(dòng)起來(lái)，并且運(yùn)行穩(wěn)定不出錯(cuò)，也不是一件容易的事，這里面需要花大量時(shí)間對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。Alpha 1S在2016年央視春晚首次亮相便大獲成功（見(jiàn)圖9），它擁有16個(gè)關(guān)節(jié)自由度，可模仿人的肢體動(dòng)作，雙眼裝有藍(lán)光LED，按程序指令閃爍。2018年央視春晚主會(huì)場(chǎng)的大開(kāi)場(chǎng)節(jié)目中，擬態(tài)狗的特別版機(jī)器人“Jimu汪汪”驚艷亮相（見(jiàn)圖10），不僅與舞臺(tái)上的演員精彩聯(lián)動(dòng)，還被分別擺放在臺(tái)下的24個(gè)圓桌上與現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)眾進(jìn)行互動(dòng)，成為一大亮點(diǎn)。
6.2 技術(shù)要點(diǎn)
擬態(tài)機(jī)器人用于演藝領(lǐng)域中，往往是群體應(yīng)用，在調(diào)試好每個(gè)單個(gè)擬態(tài)機(jī)器人的動(dòng)作、姿態(tài)、位置后，還要考慮群體的同步性和一致性，這對(duì)于信號(hào)的傳輸距離、抗干擾能力及機(jī)器人接收信號(hào)的靈敏度都會(huì)有一定的要求。
擬態(tài)機(jī)器人作為新興的機(jī)器人分支，每個(gè)廠(chǎng)家都有自己的編程軟件，有些機(jī)器人本身就支持二次編程功能，用戶(hù)可以自行編輯程序，而無(wú)需具備系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的編程知識(shí)；也可通過(guò)第三方的軟件編出復(fù)雜的動(dòng)作。從技術(shù)應(yīng)用層面而言難度相對(duì)較低。
7 無(wú)人機(jī)
7.1應(yīng)用形態(tài)
對(duì)于大多數(shù)的中國(guó)觀(guān)眾來(lái)說(shuō)，在電視上看到無(wú)人機(jī)進(jìn)行藝術(shù)表演，應(yīng)該是在2016年央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)。此后的2017年央視春晚、2018年央視春晚，無(wú)人機(jī)表演成了不可或缺的亮點(diǎn)。幾十架無(wú)人機(jī)就像螢火蟲(chóng)一般，雖然每一個(gè)無(wú)人機(jī)只有點(diǎn)點(diǎn)微光，但是匯集在一起之后，就能組成如夢(mèng)境般的畫(huà)面。又如2018年2月的平昌冬奧會(huì)，幾百架無(wú)人機(jī)在空中組成了奧運(yùn)五環(huán)，體現(xiàn)了新時(shí)代的新技術(shù)與奧林匹克這一古老盛會(huì)的完美融合（見(jiàn)圖11）。
7.2技術(shù)要點(diǎn)
對(duì)于無(wú)人機(jī)本身的技術(shù)分析，不是本文的描述重點(diǎn)。把無(wú)人機(jī)運(yùn)用到演藝創(chuàng)作中，真正的技術(shù)難度說(shuō)到底還是移動(dòng)機(jī)器人的問(wèn)題，與全向車(chē)臺(tái)面對(duì)的難點(diǎn)類(lèi)似。但是無(wú)人機(jī)更多的時(shí)候是在三維空間中的飛行造型，所以面對(duì)的問(wèn)題特別是定位更加復(fù)雜。概括起來(lái)，無(wú)人機(jī)編組控制有如下難點(diǎn)。
時(shí)鐘問(wèn)題，是指如何為多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行時(shí)鐘同步或如何使多架無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間一致。這個(gè)問(wèn)題是演藝設(shè)備行業(yè)的一個(gè)普遍難題，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備數(shù)量多了之后，如何保證每個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘一致。不同的授時(shí)方案決定了不同的時(shí)間掃描周期，例如GPS可以小于1 ms，電波授時(shí)在1 ms左右，NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)在50 ms左右。
定位問(wèn)題，包括空間定位和定位精度，是指如何測(cè)量多架無(wú)人機(jī)的位置及獲取每架無(wú)人機(jī)位置的準(zhǔn)確程度。常用的方案有光學(xué)動(dòng)（亞毫米級(jí)精度）、光流定位（毫米級(jí)精度）、UWB定位（厘米級(jí)精度）、RTKGPS定位（分米級(jí)精度）、GPS定位（米級(jí)精度）等。
導(dǎo)航問(wèn)題，是指導(dǎo)引和控制無(wú)人機(jī)按舞美要求飛行在預(yù)定軌道的技術(shù)和方法。制導(dǎo)過(guò)程中，導(dǎo)航系統(tǒng)要在系統(tǒng)時(shí)間周期內(nèi)不斷掃描更新無(wú)人機(jī)與預(yù)定軌道的相對(duì)位置關(guān)系，發(fā)出導(dǎo)航信息給無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)飛行軌跡和每個(gè)無(wú)人機(jī)的姿態(tài)做閉環(huán)控制。
路徑規(guī)劃，是指按照舞美要求設(shè)置預(yù)定軌道的過(guò)程與方法，分為人工規(guī)劃或自動(dòng)規(guī)劃。一般不超過(guò)100架無(wú)人機(jī)的規(guī)?？梢圆捎萌斯ひ?guī)劃，而當(dāng)飛行器數(shù)量大于此值后，自動(dòng)規(guī)劃則成為超大規(guī)模編隊(duì)的必要核心技術(shù)，通常采用的方法有基于網(wǎng)格地圖的搜索算法、人工勢(shì)場(chǎng)法、或蟻群算法等特殊的路徑優(yōu)化方法。
8 結(jié)語(yǔ)
目前，舞臺(tái)演出形式越來(lái)越多樣化，不斷地引入了其他行業(yè)的技術(shù)成果，形成舞臺(tái)上融合演出模式，以滿(mǎn)足各種創(chuàng)意需求，如迪斯尼寶藏灣就將大型的風(fēng)洞引入了表演中，配合演出達(dá)到懸空的效果；再如張藝謀2047中表演的云紗秀，就是將空氣動(dòng)力學(xué)融入到舞臺(tái)中進(jìn)行表演。典型演出設(shè)備與新技術(shù)手段的應(yīng)用豐富了舞臺(tái)表演形式，將帶給觀(guān)眾更多震撼的視聽(tīng)感受。
選自《演藝科技》2018年第4期 侯鵬強(qiáng)《豐富舞臺(tái)表演形式的典型設(shè)備與應(yīng)用》，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注：演藝科技傳媒。更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱《演藝科技》。
