淺談中職無人機操控技術課程的教學方法

江志強

廣西工商技師學院 廣西 梧州543199

中職無人機的課程的開設，需要有一定的電子基礎知識，電子產品裝配與調試，電子CAD及單片機編程的能力。所以建議要在中職二年級的時候開始這門課程的學習，可以作為電子技術應用這個專業的一個就業方向。中職一年級的學生可以通過學校開設的無人機的專業的相關社團，如“航模社團”等進行興趣學習。總的教學思路是由易到難，教學流程是先從模擬器練習開始熟練后到室內訓練場練習，然后室外飛行場地由教師帶飛，到最后完全由自主完成飛行任務。

一、模擬器上的飛行練習

無人機的駕駛員初學者對于遙控的掌握不熟悉，極容易出現無人“炸機”的現象。更加讓人擔憂的是由于飛行過程中高速轉動的螺旋槳葉，可能會造成危及他人人身安全的嚴重后果。因此，模擬器的練習必不可少。

我們可以找到多種飛行模擬器安裝在計算機上，簡單安裝驅動安連接上遙控器之后就可以進行無人機的模擬飛行，比較常見有“鳳凰”、“Real Flight”等。在模擬器上的練習要循序漸進，逐步加大難度，學生的練習可以加入考核機制，只有考核過關才能進行下一步的練習。分成具體步驟如下：

1.單通道練習。選擇相應的無人機模型和訓練模式后，先只打開升降舵控制通道，讓學生進行控制通道四個方向的練習。能較好控制后，再單獨打開副冀通道，讓學生進行副冀通道四個方向的練習。然后兩個通道同時打開，最終讓學生對它們的方向都能熟練控制。

2.對尾(或頭)懸停練習。同時打開升降舵和副翼兩個控制通道，設置調整使模擬器的無人機的尾(或頭)部對著操控者。升空后要求在一定高度和范圍內進行懸停練習。先要進行對尾懸停練習，這樣容易操控一些。等到對尾懸停練習熟練后再做對頭懸停練習。

3.對左(或右)側位懸停練習。同時選擇打開升降舵和副翼兩個控制通道，設置調整使模擬器的無人機的左(或右)側部對著操控者。升空后要求在一定高度和范圍內進行懸停練習。

4.全方向懸停練習。選擇打開升降舵和副翼兩個通道以及方向等所有控制通道，設置調整使模擬器的無人機對著操控者的方向不再固定。升空后要求在一定高度和范圍內進行懸停練習。前后左右四個方位熟練后再分別進行對尾和對頭左右45°的方向進行懸停練習。

5.3 60°自旋練習。全方向懸停練習熟練后，進行360°自旋。選擇合適的場地，如“鳳凰”模擬器中可以選擇其中一個圓形或方框的場地就很適合做對所有方向進行懸停和自旋的練習。升空后要求在一定高度和范圍內，觀察無人機的飛行姿態，操控者通過遙控器對無人機進行調整。可以適當加上隨機的陣風，增加難度以提高學生的控制水平。

二、室內飛行場地練習

室內飛行場地，是為學生在室內搭建的測試、訓練場地，四周都有防護網，學生在防護網外操控無人機，在能夠最大限度的保證學生的安全，并且不受天氣因素影響，能讓學生有足夠的時間實際操控飛行。要去到室內飛行場地訓練的學生一定要模擬器練習過關，這既可以激勵做模擬器飛行練習的學生，也可以保證讓第一次接觸真機飛行的學生即使出現失誤也不會造成太嚴重的后果。由于室內GPS信號比較弱，所以一般無人機調整為姿態模式，學生已經在模擬器上訓練達到要求，場地有防護網可以保護無人機和操控者，因此可以讓學生獨立練習。但要求教師在學生練習之前做示范，包括起飛，飛行的軌跡，降落這些過程的動作要領及注意的事項。訓練的步驟可以和模擬器一樣，先從對尾懸停練習開始，直到能完成360°自旋的要求。

三、室外飛行場地練習

我們可以根據實際需要把無人機的遙控器設置為兩個：教練控和副控。兩個控實際上只能單獨工作，副控要工作的話必須需要教練控給予權限。一旦發生緊急情況，教練控可以立即接管無人機的控制，最大的保證人機安全。對于沒有室內飛行場地條件的學校，在室外飛行一定要有教師或者熟練無人機的駕駛員帶飛。在給學生控制權限之前應要求學生要把副控的升降舵調整到合適的位置，副翼保持中立位置，倒數3秒后把控制權限切給學生，教練控應保持GPS模式，做好應急準備，隨時做好接管無人機控制權的準備。帶飛教師一定要密切關注無人機從起飛到降落的整個過程。觀察在無人機起飛時是不是垂直起飛；起飛時是否過快或者過慢，升到一定高度后所做的動作是否超出學生的可控范圍；以及無人機下降過程是不是垂直，速度均勻且緩慢。作為有經驗的帶飛教師，可以從無人機的飛行姿態上預判學生的動作正確與否，因此帶飛教師的注意力需高度集中，特別是對第一次在室外操控無人機的學生。等到帶飛教師考核通過以后可以讓學生獨立飛行。

四、結語

無人機操控技術是一門實踐性很強的課程，我們飛行練習過程中也要傳授相關的理論知識，不能只做飛行技能訓練而忽略理論教學。如無人機的基礎理論知識，還有無人機的法律法規的學習都可以穿插在平時的飛行訓練中，甚至可以單獨分解出來作為一門課程來學習。為了使學生的學成之后能更好的適應企業的要求，要形成一個完整的教學體系，無人機飛行后續需要搭載拍攝云臺，相機或熱成像等負載，在配套相應如Photoshop、Adobe Premiere等后期處理的課程。有條件的學校可以配套地面站的飛行練習。另一方面，要堅持“引進來”和“走出去”兩個思想，現如今很多學校教師缺乏無人機專業的操控員，可以通過開展校企合作，聘請企業里有資歷的無人機駕駛員來學校授課以滿足課程需要。同時，對培訓達到一定要求的學生甚至是教師可以安排到企業中進行專業的學習，培養更多真正適合企業的無人機操控員。