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Luces aéreas: la dificultad de sustituir fuegos artificiales con drones

Sea un Feliz 2020 lo primero para los lectores de este blog. Que el nuevo año sea mínimo tan bueno como el anterior.

Dicho esto, seguro que muchos de vosotros habéis visto el espectacular montaje de drones haciendo un espectáculo de luces en la noche, en lugar de los tradicionales fuegos artificiales. Ocurrió en la Nochevieja de Shanghai:





Este tipo de espectáculos tienen como ventajas las nuevas posibilidades de luz en el cielo, que no provoque incendios -tal y como ocurría en EEUU con los fuegos artificiales-, y dicen que son más silenciosos que las explosiones pirotécnicas.

Preparar un espectáculo de esto es un reto de coordinación entre estas máquinas. No es demasiado difícil, pero el hecho de conseguir tan alta coordinación y sobre todo, el hacerlo en exteriores, plantea ciertos retos. Y este artículo tiene como propósito explicar esos detalles, si me lo permitís.

Es muy diferente preparar cualquier tipo de maniobra con drones en el interior o en el exterior. Son muy famosos los vídeos de la universidad ETH en Zurich. Y todos esos, son experimentos interiores. Para ello, los UAVs están en una sala donde hay cámaras infrarrojas colocadas en sitios estratégicos, que sirven para comunicar a un ordenador central la posición de cada robot, y que ese ordenador envíe la orden o corrección adecuada para el siguiente movimiento. Fijaos. Las cámaras infrarrojas detectan las bolitas blancas que hay sobre los drones:




En cambio, en el espectáculo de Shanghai, los drones no están encerrados en ninguna sala, ni tienen un fondo blanco de contraste. Hay que usar otra técnica para posicionarlos. Concretamente, se suele usar GPS-RTK y algún tipo de onda de radio, que puede ser WiFi o 5G, por ejemplo.

El GPS-RTK no es más que un GPS tradicional, pero con mayor exactitud. El GPS tradicional puede tener un error de un par de metros, pero el sistema RTK lo reduce a cm.

Por lo tanto, el sistema de posicionamiento global de estos drones es el siguiente: en tierra, se sitúan tantos routers de señales como sea necesario para transmitir, y un receptor GPS. Esto sirve para formar un plano, es decir, una referencia de distancias y un origen de coordenadas para los drones.

Supóngamos que solo hay un router. El punto donde esté esa referencia, para los drones representa el punto (0,0). A partir de ese punto, ya se puede expresar a nivel electrónico donde está el punto 2m a la izquierda, 3m hacia arriba en el plano del suelo.

La posición del UAV es una fusión de la coordenada obtenida por GPS y WiFi, y se usan esos dos sistemas para asegurarse de tener un valor lo más correcto posible.

Una vez tenemos a los drones posicionados, un ordenador recibe la posición de todos los robots que intervienen en el espectáculo, y les va dando instrucciones de movimiento para lograr las figuras de luz. Un ordenador controla a todos los aparatos, como si fuera un maestro titiritero. El drone vuela, sin tener ninguna relación con los de alrededor, probablemente. Para ello, en la creación y diseño del espectáculo se han hecho muchas simulaciones para calcular bien cuál tiene que ser la trayectoria de cada pequeño aparato, tal y como se cuenta en este vídeo.




Como veis, volar en exteriores es mucho más complicado. Además de las dificultades logísticas, hay que añadir elementos como el viento, que hacen el control de estos aparatos mucho más difícil que en la sala blanca del ETH.


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