无人机创客空间.pdf

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1、无人机 创客空间产品推荐无人机 创客空间产品描述创客发展现状什么是创客创客一词来源于英文单词“Maker”，指的是将自己的创新想 法变为实际产品的一群人。他们勇于创新、自己动手、主动 学习的精神正是学生所需要的。近些年创客教育在我国兴 起，目标是在非正式学习中激发学生的主动学习性。为学生 提供更多的机会发展信心、创造力，凭借他们对科学、技术、工程、数学、艺术的兴趣进行发明创造。创客教育当前的情况在2015年3月11日，国务院印发关于发展众创空间推进 大众创新创业的指导意见之后，各地政府对创客教育均发 布推进性意见，各类院校建设了众多创客空间，机器人创客、3D打印创客等等创客空间层出不穷，可见创

2、客教育在我国 发展之快。中国创客教育存在问题目前，全美已有MIT、哈佛大学、斯坦福大学等在内的近百 所高校开设了创客空间，不限年级、不限学科，面向所有学 生开放。2011到2014年，创客教育在我国悄然兴起，并 在大踏步的摸索前进，北京、上海、深圳等城市是国内创客 教育的领跑者。2015年以后，通过建设创客空间、举办创 客大赛、文化节、成立创客俱乐部、召开创客教育研讨会等 多种方式，大大推动了国内创客教育的快速发展。创客空间 飞速发展也衍生出如下一些问题。1、“工具”单一目前市面的创客套件大多以电子模块、积木搭建为主，提 及创客大多数师生会第一时间想到陆地创客套件、机器人小 车等等。过于单一的

3、创客套件很大程度限制了学生创新创造 能力的培养。2、衔接度低 创客教育意在将自己的想法变为现实，从单独 制作和集体活动中发挥自己的特长并发现自己擅长的“领 域”，以便为后续的学业职业规划起到一定的参考作用，但 目前的创客活动以兴趣类手工制作为主，与将来的高（职）教内容衔接度不够。3.、体系化不强当前创客教育的课程过于零散，大多包括：手工制作、电 子积木搭建、3D打印、机床制作、激光切割、制作等，但 课程间关联性及衔接度不够。松散的课程体系不利于创客教 育的延续且很难培养学生良好的知识结构。、无人机创客空间的建设意义1.无人机创客教育可以锻炼学生实践动手能力学生亲手拆解、组装机械零件、联通导线、

4、安装部件等活动 锻炼学生的手指灵活性，刺激大脑的发展。可以为培养未来 的能工巧匠打下基础。此外无人机需要编写控制代码，分析 解决实际中的问题，这能培养学生计算机操作能力。同时学 生能够掌握更多的知识、方法，逐渐的培养对科学技术的兴 趣。2.无人机创客教育可以培养学生克服困难的能力无人机综合了信息技术、各种传感器、机械、电子、控制等多个学科知识。拼接一台无人机对学生来说是个巨大的挑 战，学生通过查阅各种无人机知识、克服组装无人机中的各 种问题。这将能有效的培养学生克服问题，越挫越勇的能力。3.无人机创客教育可以培养学生团队工作能力 目前多种集成计算机语言、通信、网络、传感技术、自动化 技术、人工

5、智能一体的无人机出现，需要学生之间通力配合 才能解决问题，如何发挥团队作用、如何体现个体价值，能 充分的在无人机创新中体现。4.无人机创客教育可以培养学生创新的能力无人机创新活动，学生提供了全面接触、学习信息科技，理解信息科技内涵的智能化学习平台，有利于中小学生信息素养、想象力、创造力的全面提高。无人机完全靠学生运用自己的聪明才智去制作，有利于培养学生的开放性思维。、“空中+”创客空间特点空中+”创客理念“空中+”暨空中协作，协作形式多种多样，包括：空中 协作运输、空中协作救援、空中协作军演等。空中协作已经 应用于现代化交通、生活和战争防御与打击中。“空中 客空间意在通过课程、竞赛和相关活动，

6、让学生学习相关技+”创术知识的同时能够将知识与技能学以致用并在中学期间做 到对将来大学乃至未来的工作、行业都有一定的了解1.“空中+”使创客课程更加丰富、充实学生们以项目组形式完成“空中+”创客项目，由于项目包 括运输、救援、军演等多种任务形式，学生们可以根据自己 的喜好进行选择，也可以在每期创客课程中更换创客元素。同时，每种任务形式均以项目组形式呈现，同学们的团队配 合能力在项目任务中得以提升。“空中+”创客项目多样性给 师生带来更多的创意和乐趣。2.“空中+”使竞赛更加刺激、精彩传统的创客竞赛项目大多以陆地项目为主，内容略显单一，使学生们的思维过于平面化。“空中+”创客项目在陆地创客 项目

7、基础上将创客内容立体化，难度更大，趣味性更强，为 竞赛增加了更多的突发因素，给予竞赛更多的看点和亮点。3.“空中+”为学生提供更多彩的创客活动传统的创客空间交流大多是在创客空间以讲座及动手课程 形式进行，为了能够创造出更加符合实际情况的“空中+创客作品，学生们需要走出校园、走出创客空间，到航空、航天、军事博物馆及相关空军院校与相关单位的工程师技术 人员交流、座谈，深入学习和理解相关制造工艺和流程，为 打造“空中+”创客项目进行必要的技术积累。教学、竞赛、联合项目开发与高校立体衔接1、“空中+”基础创客课程课程设计以“无缝衔接+启发引导”作为指导思路并分为 基础目标和高级目标。基础目标是通过学习

8、无人机基础创客 课程，在动手搭建、工具使用、编程语言学习等方面打下一 定的基础，为将来的大学相关课程学习起到一定的铺垫作 用。高级目标是通过相关课程学习及活动参与，让学生们对 将来的高校专业有所了解并在报考以及填报志愿时起到一 定的帮助和引导作用，降低大学毕业后所从事工作与本专业 偏差较大的比例。2、各类国际级、省级、市级创客大赛通过创客课程学习和训练，学生们可以参加各类相关创客 大赛。创客大赛取得优异成绩对学校及自身团队是一种激 励，对部分高等院校的自主招生也将有很大的帮助作用。部 分赛项高校与中学同场竞技，增加中学与高校学长的交流学 习的机会，对中学生提升和开阔眼界都有较强的帮助。3、联合

9、项目开发中学生参与大学生相关项目（如：大学生创新项目）工作 中，由大学生交由中学生一些能力范围内的任务和工作。在 完成相关任务和工作的过程中，中学生学习相关知识同时与 相关高校的学长建立良好的交流，形成多帮多的互助对，锻 炼大学生的综合能力，也可适当减轻中学、高校教师的教学 压力。三、无人机创客空间构成创客空间布局授课区：教师使用多媒体或实物授课工作区：学生听课，组装调试无人机，小组讨论的区域设备存储区：利用大型落地柜来储存设备及工具制作区：基础创客工具以及3D打印设备，学生在该区进行加工制作观赛区：观看比赛，赛前准备地点。比赛实训场地：专业的无人机场地，保护学生安全。学生可无人机、练习操作、

10、竞赛创客空间课程以调试1.无人机基础创客课程无人机课程的教学目标1）知识方面：使学生了解无人机这个学术前沿领域的发展和应用状况，了 解无人机的概念和工作原理，提高对无人机的认识，为进一 步学习无人机的有关知识打下基础。2）能力方面：使学生了解无人机的各种传感器、控制系统及动力装置 的作用。理解体会程序是无人机的灵魂，了解无人机是怎样 在程序的自动控制或者人的指挥下工作的。使学生学习一种和无人机自动控制相关的计算机编程语 言，通过对无人机自动控制算法的了解来训练科学而高效的 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。通过模拟及实战项目的完成，在组装与操控无人机的过

11、 程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。3）情感方面：通过介绍高科技领域学科发展前沿和我国空中机器的先 进技术培养学生的爱国主义精神、科学精神、顽强拼搏精神，激励中学生确立正确的世界观、人生观和价值观。培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到无人机对社会 进步与经济发展的作用，积极参加无人机设计比赛、无人机 竞技比赛等各种课外活动。在竞赛活动中培养学生的创新意 识、团队意识和竞争意识。2.综合创客课程（开发中）1）水陆空协作运输课程简介水陆空协作运输项目综合实践课集水中、陆地、空中三类创于一体。客内容水中、陆地、空中这三个主题的课程均由基础知识、搭建及 测试、分项竞赛三部分构成，所以每个部分

12、都可以作为独立 的主题进行授课。2）水陆空协作救援（开发中）3）水陆空联合军演（开发中）3.主题创客课程1）日常类便携PM2.5监测仪生活在帝都、魔都的朋友们是否会有这样的感慨：早晨一 推开窗，浓重的雾霾天气，让你鼓不起勇气迈步杀进那个仿 佛时刻在摧毁你五脏六腑的外面的世界。各位心灵手巧的创客小伙伴们，是时候动手做一个空气污染 监测装置了。利用一个空气监测传感器搭配控制器和扩展 板，马上就可以搭建出一个简易空气监测装置。即使没有那 些专业的监测设备和砖家的报告，你也能科学客观的了解你 时刻呼吸的空气质量。其他日常类课程持续更新中2）艺术类未来钢琴家乐器演奏创客项目是技术与艺术的结合。它融合自动

13、控制、人工智能、计算机技术、机械原理、机器仿生以及音乐艺术，是多学科交叉创新的产物。乐器演奏创客套件由舵机、电磁铁、电机等方式驱动，由专 门开发的软件将乐谱编译成演奏驱动控制程序代码，驱动控 制程序经上位机串口实时传输到控制电路板进行驱动器的 实时控制，实现机器人的演奏动作。该项目可以让学生们亲 手搭建平台并完成调试，整个过程可以让学生们学习自动控 制、人工智能、计算机技术、机械原理、机器仿生以、乐理 知识及乐器演奏等相关知识，即可锻炼个人能力，也可以使 团队协作能力得以提高。电子爵士鼓（开发中。）如果你一直想学打鼓，但却始终遭到父母的反对，理由是噪音太大，而且十分占空间。多年后，当你掌握了很

14、多电子方面的知识之后，你便可以轻松制作一个简单的电子鼓，那些 问题便迎刃而解四、无人机创客空间器材无人机创客套件无人机创客套件包含了我公司专为创客空间而设计开发的E360-S1无人机，该型号无人机拥有众多功能，硬件软件全 开源，该系列无人机更是在许多大赛上取得了优异成绩。无人机创客套件还包括超声波模块、机器抓手、运动相机等等 拓展功能模块，满足学生创新要求产品特点一键程控飞行可实现脱离遥控器飞行。在PC机设定好飞行路径后下载到E360-S1中，然后一键开启，飞机按照设定路径自主飞行后在指定地点。室内定点悬停降落E360-S1可以在室内无GPS时稳定悬停在指定高度，解决了 无人机室内飞行第一步也

15、是最重要的一个问题。5合1超声波可以同时启用前、后、左、右、下五个方位的超声波，实现 实时避障、测距、定高等动作。丰富的接口RC接口USB、GPS SERIAL4/5 TELEM1 TELEM2 I2C CANSAFTY开关声音报警电流测量电压测量AUX1234实用的教材快速指南、组装说明、调飞手册、开发指南，从入门到专家 的全程指导。二次开发根据实际需要可对E360-S1的飞行路径、高度、避障方式等次开发等，也可以增加其他传感器模块，完善飞机功能做二高兼容的机身结构机身自带12V转5V模块，可以直接安装机械手等装置，满竞赛需求。内外双修除了室内自主飞行等功能以外，E360-S1也支持室外常规

16、飞功能展示行足多类1、自主拼装E360-S1支持自主拼装，学生可根据教材，自 己动手拼出无人机，练习动手能力。也可以根据自己的想法diy出自己的无人机。2、一键程控飞行E360-S1在场地起始位一键开启后，自动升高到离地1米高度，然后保持在两侧墙壁的中间位置向前飞行，到离起始位3米时保持空中悬停姿态，自动放下小球，然后继续向前飞 行三米，降落到指定区域。3、超声波避障E360-S1超声波避障功能，可以通过超声波规避障碍，使得操作更安全，还支持定距巡航，定高悬空等功能。详细参数技术指标E360-S1详细参数表结构：飞行器尺寸：430mm*430mm*290mm对称电机轴距：360mm重量（含3S

17、电池）：1.05kg最大起飞重量：<1.3kg全机材料：碳纤维 性能：室外悬停精度（有超声波及GPS）：垂直：0.5m,水平：2.5m室内悬停精度（有超声波及视觉定位）垂直：0.3m,水平：0.3m最大旋转角速度：俯仰轴：300/s，航向轴：150/s最大俯仰角速度：35最大上升速度：5m/s最大下降速度：4m/s悬停时间（3S电池）：无负载：10min（电池2200mAh）飞行高度：<200m（推荐低空飞行）最大平飞速度：50km/h（海平面标准大气）活动半径：800m（受遥控器限制）动力系统：动力电机2212-920KV螺旋桨8045C电调20A工作环境指标：工作环境温度：-1

18、0C至40C抗雨能力：小雨最大可承受 风速：<4级飞控系统：型号：D-HAWK2000飞控模块详解：*参照注释1超声波系统：超声波模块型号：HC-SRO4工作电压：3V-5.5V工作电流：<3mA感应角度：R3电阻 为392 2cm-300cmR3电阻为472 2cm-700cm精度：0.3cm系 统详解：*参照注释2光流独立系统：光流模块型号：光流 像素分辨率：752*480计算速度：250Hz处理器型号：STM32F405镜头大小：16mm外形尺寸：45.5mm*35mm功 耗：115mA/5V系统详解：*参照注释3充电器：电压：DC:11.0-18.0V AC100-240V

19、,-50/60Hz额定功率：50W调飞 遥控器：工作频率：2.4GHz信号有效距离（无干扰，无遮挡）：800m等效全向辐射功率（EIRP）:10dBm900M供电方式：内置锂电池充电方式：使用指定充电器工作功耗：9W工作 环境温度：-10C至40C存放环境温度：存放时间小于3个月：-20C至45C存放时间大于3个月：22C至28C充电环境温度：0C至40C电池：内置锂电池标配电 池：容量：2200mAh电压：11.1V电池类型：聚合物锂离子 电池连续放电电流：25C（55.0A）瞬时放电电流：50C（110.0A）电池整体重量：192g工作环境温度：-10C至40C存放 环境温度：存放时间小于

20、3个月：-20C至45C存放时间 大于3个月：22C至28C充电环境温度：0C至40C飞行功能：（代表标配，代表选配）基本遥控飞行：室内定点悬停 室内自主避障 室内定距飞行 室内定距 悬停 室内程控飞行 一键自动起飞 一键自主飞行 室 外航线飞行室外自主悬停室外一键返航二次开发开 发环境GitHub，px4_toolchain，Mission Planner，Java环境，Arduino开放的源代码E360-S1control驱动代码E360-S1control控制代码DHAWK通信协议DHAWK基础代码开发手册基于光流的定点悬停光流+超声波定高光流+超声波定高+超声波避障基于超声波指定动作飞行一键启动的程控飞行