推進(jìn)“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”,發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級,是國家核心發(fā)展戰(zhàn)略。建設(shè)新興科技領(lǐng)域新增專業(yè)是職業(yè)學(xué)校與時俱進(jìn),感知產(chǎn)業(yè)變化培養(yǎng)具有時代先進(jìn)性人才的具體體現(xiàn),無人機(jī)作為國家重點發(fā)展產(chǎn)業(yè),發(fā)展前景廣闊,行業(yè)人才需求緊迫。
根據(jù)工信部2017年發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)和規(guī)范民用無人機(jī)制造業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,到2020年,民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展,產(chǎn)值達(dá)到600億元,年均增速40%以上。到2025年,民用無人機(jī)產(chǎn)值達(dá)到1800億元,年均增速25%以上。而且民用無人機(jī)擁有規(guī)模不亞于軍用無人機(jī)的巨大市場。未來的無人機(jī)將集成更多的機(jī)器人技術(shù)和更先進(jìn)的算法,裝備更多的傳感器,加載更多的任務(wù)載荷設(shè)備,接入外部網(wǎng)絡(luò),智能化地完成各種復(fù)雜的任務(wù)。
無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。典型的無人機(jī)系統(tǒng)由飛行平臺、動力裝置、航電系統(tǒng)、任務(wù)載荷系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)等組成。
近年來,不論是軍用無人機(jī)還是民品無人機(jī)均發(fā)揮著重要作用,受到各國政府高度重視,對其需求量呈不斷擴(kuò)大態(tài)勢。不過,中航無人機(jī)在競爭力方面略顯不足,存在一定程度的經(jīng)營風(fēng)險,還需進(jìn)一步突破窘境,才能盡快在景氣向上的賽道爭取更多的份額。隨著應(yīng)用場景的不斷拓展,工業(yè)無人機(jī)實現(xiàn)快速發(fā)展,預(yù)計到2021年中國工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將首次超過消費級無人機(jī),成為民用無人機(jī)細(xì)分領(lǐng)域的主要市場。到2024年我國工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將增長至1507.85億元,占中國民用無人機(jī)市場規(guī)模比例由2015年的19%上升至約73%,2015年-2024年年均復(fù)合增長率達(dá)54.52%。
民用無人機(jī)用途極為廣泛,未來市場主要集中于農(nóng)林植保、影視航拍、電力巡檢等領(lǐng)域。借鑒美國對民用無人機(jī)監(jiān)管逐步放松的歷程,以及國內(nèi)民用無人機(jī)政策的規(guī)范和低空空域改革的深化,我國民用無人機(jī)行業(yè)將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。
國內(nèi)無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀。我國民用無人機(jī)產(chǎn)品銷售和服務(wù)總體市場規(guī)模2018年達(dá)到110.9億元,到2020年將達(dá)到465億元,2025年將達(dá)到750億元;其中,航拍及娛樂仍是最大的應(yīng)用領(lǐng)域,市場規(guī)模有望達(dá)300億元。
無人機(jī)實訓(xùn)室是機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)實訓(xùn)室之一,主要面向無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。對內(nèi),它主要承擔(dān)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的實驗教學(xué)任務(wù),旨在培養(yǎng)掌握無人機(jī)飛行技術(shù)、無人機(jī)維修技術(shù)的專業(yè)高技能人才;對外,它則承擔(dān)相關(guān)區(qū)域的無人機(jī)民兵分隊的培訓(xùn)和裝備支持。
無人機(jī)實訓(xùn)室通常占地較大,分為室內(nèi)教學(xué)區(qū)和模擬飛行區(qū)兩個部分。室內(nèi)教學(xué)區(qū)進(jìn)一步細(xì)分為多個區(qū)域,如室內(nèi)飛場、記性展示區(qū)域、維修保養(yǎng)區(qū)域、器材儲備區(qū)等。此外,還可能包括展示區(qū)、裝配區(qū)、檢修區(qū)、儲物區(qū)、DIY區(qū)、調(diào)護(hù)區(qū)、調(diào)控區(qū)等。這些區(qū)域配備有各種類型的無人機(jī),以及各種保障設(shè)備,如電池充電器、急救箱和專業(yè)檢測設(shè)備,以滿足學(xué)生從無人機(jī)入門到飛行能手、維護(hù)組裝能手、編程能手等各個階段的實踐需求。
在實訓(xùn)室中,學(xué)生可以開展無人機(jī)操控技術(shù)、無人機(jī)構(gòu)造與組裝調(diào)試實驗實訓(xùn),學(xué)習(xí)無人機(jī)原理、組裝練習(xí)、飛行模擬訓(xùn)練,以及無人機(jī)編程等內(nèi)容。這些活動有助于提升學(xué)生的動手實踐能力、開發(fā)能力和就業(yè)能力。同時,實訓(xùn)室還可以滿足單片機(jī)嵌入式相關(guān)課程教學(xué)與開發(fā)的需求,以及開展以無人機(jī)為平臺的研發(fā)和其他項目的探索。
培養(yǎng)目標(biāo):掌握無人機(jī)集群控制及相關(guān)編程技術(shù),能夠運用無人機(jī)相關(guān)理論與技術(shù)快速分析與完成無人機(jī)集群控制、編隊飛行、編隊表演任務(wù)。以工程思維、計算機(jī)思維培養(yǎng),無人機(jī)控制為核心,將工程開發(fā)、編程、無人機(jī)、體育競技、人智能學(xué)習(xí)、自然科學(xué)、藝術(shù)等相結(jié)合,整合各學(xué)科的綜合知識,通過 PBL 學(xué)習(xí)法,從解決實際問題出發(fā),利用編程及工程開發(fā)等手段解鎖無人機(jī)、人工智能, 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、空間思維力、知識整合應(yīng)用能力。
教學(xué)目標(biāo)設(shè)定 |
|||
序號 |
課程設(shè)置 |
課程基礎(chǔ)掌握描述 |
掌握能力要求與素質(zhì) |
1 |
無人駕駛航空器與航空知識體系認(rèn)知 |
1.航空航天基礎(chǔ)概論; 2.無人駕駛航空器基礎(chǔ)認(rèn)知; 3.無人機(jī)系統(tǒng)認(rèn)知; 4.無人機(jī)維護(hù)及管理。 |
1.培養(yǎng)掌握航空航天基礎(chǔ)知識,培養(yǎng)航空航天科技素養(yǎng); 2.培養(yǎng)掌握無人機(jī)基本知識、基本原理; 3.無人機(jī)飛行基礎(chǔ); 4.設(shè)備自主維護(hù)及管理能力。 |
2 |
基礎(chǔ)編程學(xué)習(xí) |
1.面向性編程原理學(xué)習(xí)認(rèn)知; 2.計算機(jī)編程邏輯學(xué)習(xí); 3.編程語言學(xué)習(xí)、認(rèn)知; 4.解釋型語言程序編譯; 5.無人機(jī)控制語言編譯。 |
1.識辨程序及理解程序能力; 2.常用編程語言仿寫能力,熟知編程邏輯及程序的基本設(shè)計方法和編寫修改能力; 3.無人機(jī)控制原理及飛行程序語言閱讀能力; 4.無人機(jī)系統(tǒng)編程及任務(wù)設(shè)備設(shè)定能力 |
3 |
面向無人機(jī)的 編程學(xué)習(xí) |
1.技術(shù)文件閱讀; 2.各類程序文件閱讀 (DEMO 示例程序、控制程序); 3.無人機(jī)程序的閱讀 4.無人機(jī)飛行程序編譯; 5.無人機(jī)編隊編程。 |
1.基礎(chǔ)語言編程能力; 2.熟練使用各類編譯工具; 3.具有通過編程進(jìn)行任務(wù)設(shè)定、達(dá)成的編譯能力; 4.具有通過編程進(jìn)行現(xiàn)實交互的能力; 5.通過面對對象無人機(jī)的編程,控制飛行、完成飛行任務(wù)的能力; 6.通過程序編譯完成任務(wù)搭載設(shè)備使用的能力。 |
4 |
售后服務(wù) |
1.客戶使用培訓(xùn); 2.技術(shù)文件閱讀與審核 (說明書等交付文件); 3.相關(guān)例程及課程服務(wù) (DEMO、課程例程); 4.閱讀或修改無人機(jī)設(shè)計,無人機(jī)參數(shù)設(shè)置; |
1.熟悉公司的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn); 2.熟練掌握無人機(jī)各個部件; 3.具有無人機(jī)操作能力; 4.會使用常用編譯器及示例 DEMO; 6.熟悉無人機(jī)原理,了解相關(guān)課程知識; 7.熟悉相關(guān)的飛行操作及集群控制;了解安全飛行知識。 |
3.1、模塊介紹
功能模塊 |
主要功能 |
項目內(nèi)容 |
無人機(jī)基礎(chǔ)教學(xué) |
滿足無人機(jī)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)教學(xué) 提供無人機(jī)展覽、裝配、調(diào)試、仿真等實訓(xùn)條件 |
無人機(jī)實訓(xùn) 無人機(jī)編程基礎(chǔ) 物流無人機(jī) 無人機(jī)綜合調(diào)試實訓(xùn)系統(tǒng) |
1+X證書 |
滿足1+X證書考試需求 |
室外實操教學(xué)六旋翼無人機(jī)飛行平臺 無人機(jī)電子執(zhí)照考訓(xùn)飛行平臺 多載荷行業(yè)應(yīng)用多旋翼無人機(jī)飛行平臺 |
AI視覺無人機(jī)開發(fā)平臺 |
自主定位 自主避障 自主導(dǎo)航 |
AI視覺無人機(jī)開發(fā)平臺 AI視覺無人機(jī)蜂群開發(fā)平臺 |
測試場地 |
人員、機(jī)器安全,驗證測試場地 |
安全飛行 定位、避障測試 |
五、實訓(xùn)室建設(shè)預(yù)算
總體預(yù)算1348400元。
六、配置標(biāo)準(zhǔn)
(一) 無人機(jī)模擬仿真教學(xué)實訓(xùn)室
序號 | 設(shè)施設(shè)備 | 功能要求 | 教學(xué)適用 | 數(shù)量 | 單價 (元) |
總價 (元) |
備注 |
1 |
臺式電腦 |
內(nèi)存 16G,4G 獨顯 |
支撐教學(xué) |
40 臺 |
0 |
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機(jī)房共用 |
校方 自備 |
2 |
模擬仿真 教學(xué)軟件 |
1.無人機(jī)訓(xùn)練模式:無人機(jī)飛行訓(xùn)練模塊包含多機(jī)型仿真飛行訓(xùn)練功能,包含直升機(jī),八旋翼,垂起等多種機(jī)型,場景可定制更換。 2.無人機(jī)飛行有聲音提醒,場景內(nèi)有無人機(jī)電子圍欄,飛機(jī)飛出指定區(qū)域撞毀,可以一鍵重置飛行。 3.功能設(shè)計駕駛員和機(jī)長考試模式,飛機(jī)可實現(xiàn)GPS和姿態(tài)兩種模式飛行。 4.考核模式結(jié)束可查看詳細(xì)分?jǐn)?shù)。軟件包含定點自旋360°考核和水平八字考核.符合民航局考試要求。 |
可滿足直升機(jī),八旋翼,垂起等多種機(jī)型的日;静僮黠w行訓(xùn)練,滿足民航局無人機(jī)執(zhí)照考試訓(xùn)練。 |
40 套 |
4500 |
180000 元 |
|
3 |
桌椅 |
L×W×H (mm) 1200×600×800 |
支撐學(xué)習(xí)訓(xùn)練 | 40 套 |
0 |
可結(jié)合現(xiàn)有 電腦機(jī)房共用 |
校方 自備 |
合 計 | 小寫:180000元。 |
文化氛圍布置:
(1)《無人機(jī)模擬仿真教學(xué)實訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(3)《飛行操控步驟圖》張掛;
(4)《飛行應(yīng)急處置圖》張掛;
(5)《編隊飛行實景圖》張掛;
(6)《無人機(jī)簡介》張掛。
無人機(jī)模擬仿真實訓(xùn)室
(二) 無人機(jī)組裝調(diào)試實訓(xùn)室
序號 |
設(shè)施 設(shè)備 |
教學(xué)適用和參數(shù) | 數(shù)量 |
單價 (元) |
金額 (元) |
1 | 裝調(diào)教學(xué)多 旋 翼無 人 機(jī) |
一、參數(shù) 機(jī)架軸距:550mm 折疊方式:傘折設(shè)計 材質(zhì):3k碳纖維+7075鋁 最大載重:1kg 控制距離(遙控器):1800米 最大上升速度:6米/秒 最大下降速度:4.5米/秒 最大水平速度:20米/秒 支持的電子調(diào)速器輸出:400Hz 刷新頻率 抗風(fēng)能力:5級風(fēng) 最大傾斜角度:35度 懸停精度:水平方向±2.5米,垂直方向±0.8米。 最大偏航速度:200度/秒 續(xù)航時間:20分鐘 電池電壓:4S(14.8V)5300mah 電池插頭:XT60 采用模塊化裝箱,配有工具包,包含組裝調(diào)試教程; 內(nèi)置功能:三模式自駕系統(tǒng);增強(qiáng)型失控保護(hù);低壓保護(hù);支持 S-BUS 接收機(jī); 二、功用 1.支持理論教學(xué) 2.支持裝調(diào)教學(xué) 3.支持維修教學(xué) 4.支持實操教學(xué) |
10 | 38400 | 384000 |
2 | 裝調(diào)教學(xué)垂直起降無 人 機(jī) |
一、參數(shù) 翼展:2160mm 機(jī)長:1310mm 材質(zhì):EPO,碳纖維復(fù)合材料 控制距離(遙控器):2000米 控制距離(電臺):10公里 巡航速度:18m/s 最大續(xù)航時間:150min 最大起飛重量:8.5kg 抗風(fēng)能力:6級風(fēng) 電池電壓:6S(22.2V)30000mah 電池插頭:XT90 采用模塊化裝箱,配有工具包 二、功用 1.主要滿足學(xué)生初步認(rèn)識垂起無人機(jī)、了解垂起無人機(jī)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能,可參與無人機(jī)組裝、檢修、調(diào)試、飛行等實訓(xùn)課程; 2.在裝調(diào)的基礎(chǔ)上,本設(shè)備可用于學(xué)生實操教學(xué),支持地面站實操教學(xué)。 |
1 | 147000 | 147000 |
3 | 維修維護(hù)工具包 |
包含工具: M5.5、M6、M10、M12 (MM) 拆裝專用內(nèi)六角 套筒; 無人機(jī)專用焊接套裝 (包含合金電烙鐵、電 烙鐵底座、 電烙鐵支架、錫鉛合金焊錫絲、 樹脂助焊膏) ; 雙色鎳鐵合金斜口鉗;硬度:HRC60°~70°; 低碳鋼剝線鉗硬度:HR30N 55°~65°; 尖嘴鉗: 鉻釩合金鋼材質(zhì) L 型扳手一套; M2.5 內(nèi)六角螺絲刀; 多功能工具刀; 精密儀器專用鑷子; 高強(qiáng)度十字螺絲刀; T6 螺絲刀; |
10 | 800 | 8000 |
合計 | 小寫:539000元 |
文化氛圍布置:
(1)《無人機(jī)裝調(diào)與飛行教學(xué)實訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機(jī)飛行原理圖》張掛;
(3)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(4)《飛行操控步驟圖》張掛;
(5)《無人機(jī)裝調(diào)安全操作規(guī)定》張掛;
(6)《無人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛;
無人機(jī)組裝調(diào)試實訓(xùn)室效果圖
(三) 無人機(jī)外場飛行實訓(xùn)基地
序號 |
設(shè)施 設(shè)備 |
教學(xué)適用和參數(shù) | 數(shù)量 |
單價 (元) |
金額 (元) |
1 | 民航局多旋翼無人機(jī)執(zhí)照考試訓(xùn)練機(jī) |
一、機(jī)架 1.對稱電機(jī)軸距:1045mm 2.單臂長度:386mm 3.單臂重量(含電機(jī)、電調(diào)、螺旋槳):325g 4.中心架直徑:337mm 5.中心架重量(含起落架安裝基座和舵機(jī)):1520g 6.起落架尺寸:460mm(長)×511mm(下底寬)×305mm(高) 二、電機(jī) 1.定子尺寸:41×14mm 2.KV值:400rpm/V 3.最大功率:500W 三、電調(diào) 1.工作電流:40A 2.工作電壓:6S LiPo 3.兼容信號頻率:30Hz ~ 450Hz 4.驅(qū)動PWM頻率:8KHz 5.重量(含散熱器):35g 四、飛行參數(shù) 1.起飛重量:6.0Kg ~ 11.0Kg 2.整機(jī)重量:4.4Kg 3.動力電池:LiPo(6S、10000mAh~20000mAh、最小15C) 4.最大功耗:4000W 5.懸停功耗:1500W(@ 起飛重量9.5Kg) 6.懸停時間:15min(@15000mAh & 起飛重量9.5Kg) 7.工作環(huán)境溫度:-10 °C ~ +40 °C 五、槳葉 1.材質(zhì):高強(qiáng)度工程塑料 2.尺寸:15×5.2inch 3.重量:13g 六、飛控 1.重量:224g 2.功耗:最大 5W 3.最大抗風(fēng)能力:8m/s 4.最大偏航角速度:150 度/秒 5.最大傾斜角度:35° 6.最大升降速度:±6m/s 7.支持900MHZ電臺連接,用于地面站規(guī)劃教學(xué) 七、電池 1.電池容量:16000mah 2.電池電壓:22.2V 6S 3.電池類型:LiPo 4.電池充放電次數(shù)≥300 次 5.電池采用快速插拔連接方式,插頭防打火設(shè)計 八、充電器 1.功率:1080W 2.輸出電壓:2S-6S可調(diào) 3.輸出電流:0-20A可調(diào) 4.通道數(shù)量:2通道 5.電池電壓檢測:支持 6.電池內(nèi)阻檢測:支持 7.主從模式:支持 8.電流記憶:支持 9.工作模式:平衡、存儲、充電 10.顯示器:兩個 11.物理按鍵:8個 九、遙控器 用于訓(xùn)練機(jī)的控制,兩個遙控器設(shè)置成主副控,控制器可以來回切換 1.通道數(shù)量:14 2.揚聲器:支持 3.模型記憶數(shù)量:30臺 4.LCD顯示器:4.3寸 5.支持發(fā)射制式:所有FASST, FASSTest, FHSS接收 十、數(shù)傳電臺 用于超視距駕駛員地面站的訓(xùn)練和考試,可以與超視距訓(xùn)練機(jī)的飛控通訊連接,在地面站的配合下控制無人機(jī)超視距飛行訓(xùn)練 1.硬件接口:RS-232 2.通信頻率: 900 MHz 3.信號吞吐量: 11,5200 bps 4.通信距離(開闊地):64km (2dbi天線) |
2 | 164400 | 328800 |
2 |
電子樁訓(xùn)練系統(tǒng) |
1.衛(wèi)星接收:184通道,GPS L1C/A L2C,GLONASS L1OF L2OF,GALILEO E1B/C E5b,BDS,B1 B2,QZSS L1C/A L2C 2.數(shù)傳:雙路 2.4GHz,空速 100 KB/S,傳輸距離 2公里 3.定位精度:RTK 0.01m + 1ppm CEP 4.電源:天空端及移動端:7V~28V 5.導(dǎo)航刷新率:10Hz 6.尺寸:115mm*80mm*45mm 7.收斂時間:RTK < 10S 8.靈敏度:追蹤&導(dǎo)航 -167dBm,冷啟動 -148dBm,熱啟動 -157dBm,重新捕獲 -160dBm 9.天線:多星多頻 10.工作溫度:-40℃ ~ +85℃ |
2 | 74700 | 149400 |
3 |
訓(xùn)練 錐桶 |
一、參數(shù) 外形尺寸:30cmx30cmx65cm,空桶重量0.5kg,可灌砂,黃黑斜紋,一級工程塑料 制作,防風(fēng)耐用。 二、功用 錐形型橡膠桶 支持室外飛行訓(xùn)練 |
14 | 50 | 700 |
4 | 帳篷 |
1.尺寸: 2.5X2.5藍(lán)色加固黑架 2.防水指數(shù): 大于3000MM(夏季) 3.支架材質(zhì): 鋼 4.外帳材質(zhì): 牛津布 |
2 | 500 | 1000 |
5 | 風(fēng)向標(biāo) |
1.長度:80cm 2.顏色:熒光橘紅白色相間 |
1 | 500 | 500 |
合計 | 小寫:480400元 |
文化氛圍布置
(1)《無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用實訓(xùn)室管理規(guī)定》張掛;
(2)《無人機(jī)植保應(yīng)用技術(shù)》張掛;
(3)《飛行器安全操作管理規(guī)定》張掛;
(4)《無人機(jī)航空攝影應(yīng)用技術(shù)介紹》張掛;
(5)《典型垂直起降無人機(jī)》張掛;
(6)《無人機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖》張掛。
(四) 編隊飛行試驗室
序號 |
設(shè)施 設(shè)備 |
教學(xué)適用和參數(shù) | 數(shù)量 |
單價 (元) |
金額 (元) |
1 | 編隊無人機(jī) |
尺 寸:≥200*200*90mm 凈 重:190g 高 度:限高10m 軸 距:≥160mm 機(jī)間距:0.5m 最大水平速度:1m/s 最大上升速度:1m/s 最大下降速度:1m/s 抗 風(fēng) 性;4級風(fēng) 容 量:1500mAh 充電時長:45min 續(xù)航時間:≥12min 凈 重:≥60g |
1組(10架) | 149000 | 149000 |
合計 | 小寫:149000元 |
文化氛圍布置
(1)《編隊飛行試驗室管理規(guī)定》張掛;
(2)《編隊飛行場景》張掛;
(3)《編隊飛行原理圖》張掛;
(4)《編隊飛行畫面展示一》張掛;
(5)《編隊飛行畫面展示二》張掛;
(6)《編隊飛行畫面展示三》張掛。
編隊飛行試驗場景圖