中航恒拓无人机应用技术实训室建设方案

      

      中航恒拓成立于2014年7月,是中航无人机旗下一家专注于教育无人机解决方案及服务的专业提供商,针对职业院校无人机实训室建设、高校无人机创新实验室建设、中小学无人机创客空间规划建设、无人机创客教育培训、无人机应用技术专业搭建、无人机产教融合实训基地建设等提供一站式解决方案。中航恒拓以教育实训解决方案及无人机飞行控制器系统的研发作为发展的核心,公司拥有一支技术水平一流的研发团队,投入大量资金用于技术研发和实训室培训,随着公司的不断发展,公司的技术人才逐步增加,技术水平进一步提高,不断向更高层次迈进。

一、无人机发展现状

       伴随科技的发展,面对人类无法胜任的高难度、高风险与高含量的任务。无人机应运而生。它替代有人驾驶的飞机去执行这些任务。无人机是一种有无线电来操控的设备,遂有人称其为遥控驾驶航空器。它能够趋于完美的利用人工智能、信号处理和自动驾驶等精尖技术,并由于它具有体积小、无人驾驶和航程远等优势被广泛应用,在自然环境考察、科普研究、农业领域、维护国家主权与公共卫生安全等等许多方面都有所应用。目前这种趋于多元化的应用使得各国都加快探索、开发的步伐。

 

无人机行业市场规模   

       我国从事无人机行业的单位有300多家,其中规模比较大企业有160家左右,形成了配套齐全的研发、制造、销售和服务体系。目前在研和在用的无人机型多达上百种,小型无人机技术逐步成熟,战略无人机已试飞,攻击无人机也已多次成功试射空地导弹。中国2014年无人机销量约2万架,预计到2020年中国无人机年销量将达到29万架。未来几年将保持50%以上的增长,2017年中国民用无人机销售规模已经达到140亿元。从发展前景来看,无人机已经应用在航拍、快递、灾后搜救、数据采集等领域,表明无人机的发展潜力巨大。

 

无人机行业市场需求

       无人机行业的市场需求十分巨大。根据市场预测,全球军用和民用无人机销售额将由2015年的64亿美元增至2024年的115亿美元,十年(2015-2024年)市场总额将超过910亿美元。

       根据产业信息网发布的《2015-2022年中国无人机行业研究及未来前景预测报告》,我国无人机当前产值在36-40亿人民币之间,在民用无人机市场表现抢眼。预计到2025年,我国民用无人机市场可迅速上升至750亿元人民币。已经拥有世界无人机制造业领导者地位的中国,正在逐步崛起成为世界级创新者,而不仅仅是外国设计的复制者。中国高铁已成为中国走出去的一张名片,未来无人机将会是另一张名片,国内的无人机技术已经走在世界的前列。

无人机行业人才需求

       当前,无人机的发展和应用受到了世界各国的普遍重视,正在大规模进入军用和民用领域,行业应用级无人机越来越被广泛认可,并发挥了不可替代的作用,无人机在不久的将来会逐渐飞入寻常百姓家。无人机市场的快速膨胀催生了对高素质无人机专业技术人才培养的迫切需求。

二、中航恒拓无人机应用技术实训室建设方案介绍

 


无人机应用技术实训室项目概况

       建设具有自身特色的无人机创新实训室,以此为依托促进学校的人工智能基础教育发展和锻炼学生的思维能力,以及对人工智能有一定的初始和学习。教师可以依托实训室的硬件以及技术环境进行课程设计和科学理论的普及,进一步促进学校科技智能教育的发展和相关学科课程的升华,促进学校教学能力的提升,为学校的教学发展增添一抹科技亮色。


无人机应用技术实训室建设目标  

        本实训室方案根据职业院校的特点,结合本公司产品情况进行设计,实训室设施不仅可以满足学生从简单的无人机原理、拆装练习、飞行模拟训练,还可以满足电路设计、单片机编程、无人机技术实训实践,亦可满足课题研究等相关课程教学与开发的需求,做到资源充分利用。

         学生通过无人机创新实训室和实验教师的指导,从无人机入门到最后的飞行能手、维护组装能手、编程能手,实现学生动手实践能力、开发能力和就业能力的提升。当前无人机相关人才缺口很大,实训室系统的培养定向人才,为市场输出高水平的人才。

       近年来机器人竞赛数量、种类越来越多,其中无人机相关竞赛也越来越受广大各大院校的欢迎,实训室的建设可以完善无人机竞赛人员培训和选拔体系。 无人机竞赛是一项科技含量高,对理论知识和实践操作要求均较高的科技项目。在设计和制造过程中,需要将多学科的理论知识与工程实践紧密地结合起来,在锻炼学生工程实践能力的同时可以进一步巩固专业知识的掌握,能够培养学生刻苦钻研、持之以恒的科学精神、磨练学生的意志品质、增强团队协作精神、提高学生的综合能力;通过参加无人机竞赛可以完成手动操控飞行、抓取目标物、穿越障碍区、自动任务飞行等相当复杂的任务。对学生的实践创新能力是一种锻炼,也是一次检验的机会。

 

无人机应用技术实训室建设预期成果

1)建设具有全国特色的无人机标准创新实训室;

2)建立全国先进的无人机应用型人才培养体系;

3)推动无人机专业和无人机产教融合基地建设;

4)参加各类竞赛并争取优异成绩。

 

无人机应用技术实训室建设内容

第一阶段:

1)安全指引:引导学生,掌握基本飞行常识,如何操作安全飞行,明确禁飞与飞行器登记等政策,在飞行空间困难区域里如何操作等指引;

2)课程讲解:以课程学习为主,首先了解飞行原理,飞行控制器基本原理,各个飞行部件如何连接,机械结构的作用,以及操控原理讲解;

3)模块组装:了解各类模块形态,使用专用工具将各个机械部件组装,学习电子元器件的组合,掌握各部件的用途与安装方式;

4)调试检修:调试无人机参数,在动态和静态两种状态下进行调参,校准所有传感器,通用问题的解决,检修维护电气元件,更换机械部件;

5)飞行操作:独立完成飞行模拟,熟练掌握遥控器手感,模拟飞行记录达到规定时间可进行实际飞行训练,实际飞行训练将从小型开始逐渐升级到大型,从室内到室外。

第二阶段:

       学生需要具备参加地区或全国性质的相关竞赛能力,随着创客概念的深入人心及国家政策的大力引导,地区、全国性质的青少年创客类竞赛蓬勃发展,此实训室的另一功能则作为相关竞赛的实训基地,供参赛队训练使用。实验室授课老师在第二阶段应结合如中国工程机器人大赛职业院校组等比赛规则进行进行模拟竞赛训练,有具体参加的比赛,则进行针对性训练。此类竞赛一般分为操作环节和发散创意环节,操作环节主要考验参赛者的手动操控能力,勤加练习即可;发散创意环节主要体现在参赛作品的算法程序,应由设备厂家配合完成。

第三阶段:

       学生需要具备一定开发能力,老师和学生经历过以上两个阶段后,对现有的设备和相关比赛规则都有了深刻的认识,便会衍生出多种以实际应用为背景的创意,指导老师可根据实际情况,组建以学生为主体,老师把控大方向的课题研究小组。 实验室在完成上述目标后,即达到稳定运行状态(学生更迭稳定化,参赛训练常态化,课题研究规范化)。

 

无人机应用技术实训室课程规划与教学目标

课程规划:

无人机技术课程、无人机组装与焊接课程、无人机编程技术课程、无人机飞行课程、无人机航拍课程等;

教学目标:

       培养掌握无人机基本知识、基本原理、低空无人机飞行技术、和编程技术;熟练掌握无人机的安装、调试、操控、维护维修技能;通过航拍设备、地面站系统等掌握航拍、巡查以及其他方面等应用技能。通过学习无人机的编程技术,使学生可以深入了解到无人机的自动控制技术和无人机的内部工作原理,通过对无人机的编程学习可以训练学生科学而高效的思维方式,提高逻辑思维能力、规划能力,提高学生分析问题和解决问题的能力。

 

无人机应用技术实训室区域及功能

1)无人机展览区

无人机展览区包含展台和展柜,可以进行无人机展览、参观等活动。

2)无人机装配区

无人机装配区提供所有的零部件和组装工具,学生在此区域可以进行无人机的拆装练习,通过平时的拆装练习让学生熟悉无人机结构与原理,了解相关组成部件。

3)无人机模拟飞行和调试区

此区域配备多台电脑设备并安装无人机模拟飞行软件和地面站调试软件,在新手入门阶段,学生通过该系统可模拟真实无人机飞行,练习对无人机遥控控制的基本操作和飞行技巧,通过长期练习形成对无人机操控的条件反射、肌肉反应和应急反应,减少真实无人机的炸机和人身伤害。

通过地面站调试软件,将装配好的无人机进行参数设置和校准,对无人机进行初步的调试。

4)无人机检修区

此区域配备有无人机检测设备,当无人机出现故障无法正常工作时,学生借助相关测试仪器,快速判断出故障位置并进行响应修理。

5)无人机飞行区

此区域建设有室内飞行安全网等保护装置,飞行区是为了让学生在室内练习飞行器操作与控制,无人机操控相关活动都必须在专用场地中进行,确保学生的安全,学生可以通过前期在电脑上模拟飞行,而后在无人机飞行专用场地内飞行训练。

6)3D打印区

此区域配备多台3D打印机,学生可自行设计无人机易损件、无人机外壳和主要结构零部件,并通过3D打印技术打印和安装到无人机进行验证。


中航恒拓无人机产品配置方案介绍

 HT100微型视觉无人机


HT200竞赛专用无人机开发平台


HT380实训无人机开发平台



HT380激光全向避障无人机开发平台



HT500实训无人机开发平台



HT500智能寻迹无人机开发平台



HT500影像航拍无人机



HT500机械爪抓取无人机开发平台