我是無人機(jī)小飛手

北京小飛手教育科技有限公司/彭濤

四旋翼無人機(jī)操控練習(xí)進(jìn)階篇

上期我們以四旋翼無人機(jī)為例，講解了無人機(jī)起飛和降落的基礎(chǔ)操縱方法和注意事項(xiàng)，本期繼續(xù)學(xué)習(xí)前后與偏航飛行的操縱方法。

一、前后飛行

四旋翼無人機(jī)在進(jìn)行前進(jìn)或后退時，機(jī)身會隨著運(yùn)動方向發(fā)生抬頭或低頭現(xiàn)象，因此前進(jìn)后退也可看做俯仰飛行。

1.前進(jìn)練習(xí)

無人機(jī)運(yùn)動方向示意圖

無人機(jī)在前進(jìn)時，隨著速度增加，機(jī)頭的低頭趨勢會越來越明顯，機(jī)尾則相應(yīng)抬起。此時，機(jī)頭左右兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速下降，機(jī)尾兩側(cè)的螺旋槳轉(zhuǎn)速提高。從側(cè)面看，螺旋槳轉(zhuǎn)動所提供的升力合力與水平面成一定夾角，且無人機(jī)會向著合力的水平分力方向前進(jìn)，而合力的垂直分力抵消重力，使無人機(jī)保持在一定飛行高度。

需要注意的是，在保持油門大小不變的前提下，若單獨(dú)推動升降舵搖桿，無人機(jī)會呈現(xiàn)頭低尾高的姿態(tài)向前飛行。但同時無人機(jī)的高度會逐漸降低，飛行軌跡呈向下俯沖。此外，升降舵搖桿推動的幅度越大，無人機(jī)前傾的角度越大，前行速度越大，下降高度的速度也會越大。因此，無人機(jī)在前進(jìn)時要注意兩點(diǎn)：一是升降舵搖桿的推動幅度不能過大，通常只要其開始前行即可保持搖桿位置不動；二是在無人機(jī)前進(jìn)時應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)償一些油門，使其始終保持在一定高度內(nèi)移動。

2.后退練習(xí)

無人機(jī)后退操縱方式與前進(jìn)類似：懸停時，下拉升降舵搖桿，無人機(jī)會呈頭高尾低姿態(tài)。在拉桿過程中，無人機(jī)尾部兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，機(jī)頭兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，并向后退。注意，無人機(jī)后退飛行時同樣會面臨掉高度的問題，需要適當(dāng)增加油門使其保持在一定高度內(nèi)移動。另外，無人機(jī)在實(shí)際飛行過程中往往不是單純地前進(jìn)或后退，而是伴有左右轉(zhuǎn)彎或偏移。在后退過程中，無人機(jī)的轉(zhuǎn)向及偏移操縱方式與正向飛行時相反，需多加練習(xí)才能熟練掌握。

后退飛行示意圖

左側(cè)飛操縱示意圖

二、偏航與轉(zhuǎn)彎

偏航是無人機(jī)改變飛行方向的一種狀態(tài)，可分為左偏航和右偏航。偏航轉(zhuǎn)動時，無人機(jī)繞著機(jī)身垂直軸線方向向左或右轉(zhuǎn)動，此時機(jī)身處于水平姿態(tài)。飛行過程中，若在轉(zhuǎn)向的同時增加適量升降舵，則可使無人機(jī)實(shí)現(xiàn)向左或向右的快速轉(zhuǎn)彎。

1.左偏航練習(xí)

左偏航是無人機(jī)前進(jìn)時，使它向左偏轉(zhuǎn)的操作。左偏航時，應(yīng)向左輕推方向舵搖桿，無人機(jī)的機(jī)頭開始轉(zhuǎn)向，同時適當(dāng)推油門搖桿，使其不掉高度。

左轉(zhuǎn)彎：先推動升降舵搖桿使無人機(jī)前行，然后向左輕打方向舵并保持搖桿位置不變約2-4 秒，當(dāng)無人機(jī)方向轉(zhuǎn)動到位后，方向舵迅速回中。

2.右偏航練習(xí)

右偏航練習(xí)同左偏航練習(xí)類似，操縱時需將方向舵向右側(cè)推，同時適當(dāng)補(bǔ)償油門。在實(shí)際練習(xí)中，可以左偏航和右偏航來回交替進(jìn)行，以便盡快掌握操縱方法。

右轉(zhuǎn)彎：先推動升降舵搖桿使無人機(jī)前行，然后向右輕打方向舵并保持搖桿位置不變約2-4 秒，當(dāng)無人機(jī)方向轉(zhuǎn)動到位后，方向舵迅速回中。

右側(cè)飛操縱示意圖

偏航與轉(zhuǎn)彎飛行最大的區(qū)別是前者的運(yùn)動軌跡變化更小，適合緩慢飛行時精確調(diào)整無人機(jī)的航向。而后者則動作幅度較大，操縱難度更高，適合在高速飛行時快速變換飛行軌跡。

三、側(cè)飛

側(cè)飛時無人機(jī)會整體向左側(cè)或右側(cè)平移，在保證飛行方向不變的同時改變飛行軌跡。

1.左側(cè)飛

進(jìn)行左側(cè)飛時需要將副翼搖桿向左撥動，此時無人機(jī)左側(cè)的兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，右側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，無人機(jī)呈左低右高姿態(tài)。

2.右側(cè)飛

右側(cè)飛練習(xí)和左側(cè)飛練習(xí)類似，操縱時需將副翼搖桿向右撥動。此時無人機(jī)右側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，左側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，無人機(jī)呈現(xiàn)左高右低姿態(tài)。

在進(jìn)行側(cè)飛時要注意，無人機(jī)同前進(jìn)后退運(yùn)動一樣會掉高度，因此需要適當(dāng)補(bǔ)償油門，使其保持在一定高度范圍內(nèi)移動。

郴州市高壁小學(xué)無人機(jī)教育發(fā)展側(cè)記

郴州市高壁小學(xué) 黃莎娓

2019 年，湖南省首個人工智能產(chǎn)業(yè)園落戶。學(xué)校書記參觀學(xué)習(xí)后大受震撼，決定把其中適合普及的無人機(jī)內(nèi)容作為學(xué)校的特色辦學(xué)。然而，在開展教育之初，學(xué)校便遇到難題——設(shè)備到位了，可是沒有學(xué)生報名。

我們學(xué)校的情況特殊，雖然隸屬城區(qū)小學(xué)，但地理位置比較偏遠(yuǎn)，生源大多來自農(nóng)村，且留守兒童比例較高，大部分家長的觀念是學(xué)好主科就可以了，沒必要浪費(fèi)時間、金錢到其他事情上面。為此，胡書記主動去各班聽課，在課堂上觀察學(xué)生舉動，并多次組織試課活動。一發(fā)現(xiàn)有天賦的孩子，她就跟班主任一起做家長的工作，最終獲得了部分家長和學(xué)生的支持，課程終于開起來了！

很快，學(xué)校開始實(shí)施創(chuàng)客教育并開展無人機(jī)社團(tuán)活動。依托人工智能教育平臺，培養(yǎng)孩子們的科技意識和創(chuàng)新意識。看到孩子們的變化，家長也越來越認(rèn)同學(xué)校的工作和無人機(jī)在學(xué)生素質(zhì)教育中的作用。為了更好地培養(yǎng)專業(yè)人才，學(xué)校建立了專門的家長微信群，教師會定期在群里發(fā)布學(xué)生的成長收獲；每年一次的校園科技節(jié)，學(xué)校還會邀請家長來校參觀。后來，只要是無人機(jī)相關(guān)的比賽項(xiàng)目，家長們都非常支持孩子們參加。

漸漸地，越來越多的優(yōu)秀教師加入學(xué)校的無人機(jī)教育團(tuán)隊(duì)，師資配備逐步完善。為提升教師的教學(xué)水平，學(xué)校還聘請北京小飛手郴州服務(wù)站的負(fù)責(zé)人、郴州艾銳科技有限公司的教師開展培訓(xùn)，讓每位教師可以接觸到先進(jìn)的教育教學(xué)理念。此外，學(xué)校還制定了完善的管理制度和未來規(guī)劃，根據(jù)教師在各級各類比賽中取得的成績，給予加分獎勵。有了激勵，教師在接到比賽任務(wù)后會更全力以赴地輔導(dǎo)學(xué)生，形成良性發(fā)展。

在政策的扶持下，在教師的盡心教導(dǎo)下，在學(xué)生的積極努力下，學(xué)校的無人機(jī)教育培訓(xùn)逐漸闖出名堂，吸引了省內(nèi)外兄弟學(xué)校前來觀摩。目前，學(xué)校已接待了來自湖南省國培團(tuán)隊(duì)、郴州市區(qū)縣等地學(xué)校近 500 人次考察學(xué)習(xí)。

2021 年，學(xué)校接到《2020-2021 全國青少年人工智能教育成果展示大賽》參賽通知，經(jīng)多方籌備，組成了三支參賽隊(duì)伍。這是學(xué)校開設(shè)無人機(jī)課程以來第一次參加全國賽事。為做好本次參賽的相關(guān)工作，學(xué)校精心準(zhǔn)備，購置了無人機(jī)賽道等設(shè)備和教材，并邀請專家開展專業(yè)的賽事訓(xùn)練。經(jīng)過兩個多月的集中培訓(xùn)，在教師和同學(xué)的不懈努力下，最終在比賽中獲得了兩個全國一等獎，一個全國二等獎的優(yōu)秀成績。這次在全國賽上的“開門紅”，不僅讓學(xué)校開啟了無人機(jī)教育的新篇章，也讓學(xué)校篤定要做好無人機(jī)教育的決心。

如今，在“科技育人”辦學(xué)思路的指導(dǎo)下，學(xué)校以人工智能無人機(jī)教育為特色，展現(xiàn)出獨(dú)特的教育魅力。讓鄉(xiāng)村的孩子享受豐厚的教育資源，開拓自己的視野，挖掘自身的潛能，樹立自信，找到自己的人生目標(biāo)。未來，學(xué)校將繼續(xù)加快推進(jìn)無人機(jī)教育發(fā)展，以科技育人，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，力爭到2024 年打造出極具區(qū)域特色的無人機(jī)教育創(chuàng)客空間，構(gòu)建無人機(jī)創(chuàng)客教育課程體系，培育一批有影響力的無人機(jī)教育導(dǎo)師。