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1、无人机构造与制作课程标准一、课程说明课程名称无人机构造与制作标准简称无人机制造适用专业应用电子技术修读学期第四制订时间2022年8月课程代码1343330课程学时64+22制订时间4+1课程类型B课程性质必修课程类别专业核心课程先修课程无人机概论、机械基础、单片机原理及应用后续课程无人机装调实训、无人机飞行训练、无人机操控对应职业资格证或内容AOPA合作开发企业无执笔人合作者无审核人修定日期2022年8月二、课程定位本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程、专业必修课程。先修课 程是无人机概论、电子技术基础、单片机原理及应用、机械基础等课程，后续课程无人机 装调实训、无人机飞行训练
2、、无人机操控。本课程通过项目式任务驱动方式，采取一体化 教学方法，培养学生从事无人机生产、调试、维护的能力、具备上岗的基本综合专业能力 以及可持续发展的社会能力。三、设计思路本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程，是一门实践性强的理论 结合实践的课程，要求学生学习本课程之前掌握电子技术、单片机理论知识，且有一定的 动手能力即理论联系实践解决实际问题的能力。本课程重点讲解了无人机构造中电机、电 路板、气动原理、飞控软件等所涉及技术知识体系，比较全面地介绍了四轴无人机的基本 概念、结构、软硬件平台系统组成、关键技术以及主要应用领域与发展；描述了定位、姿 态、视频传感器技术、无人机技术
3、组成和原理及应用；ARM智能控制器的结构编程等基本 知识及应用。本课程的学习按照工学结合的学习模式，以任务为载体，贯彻“做、学、教”的一体 化项目教学模式的指导思想，运用项目教学法编制教学项目，使学生“一教就懂，一学就 会，一做就成”，符合高职学生的知识水平、能力水平以及职业岗位的需求，充分运用互 联网+教育信息化，在网络中开设网络课程及MOOC,校企合作共同开发的“做中学”网络 平台项目驱动式与是课程+工程师讲解+互动答疑模式，时间长全部采用工程化实操方式, 使学生真正掌握其基本设计、编程、工艺、操作等关键技能，为学习后续课程及从事无人 机行业打下良好基础。四、课程培养目标1.专业能力（1）
4、了解各种无人机的基本构造，了解国内外无人机技术的发展技术，具有分析无 人机结构的能力；（2）掌握电池供电式无人机的功能及其传感器技术，掌握无人机飞控电路的构成、 类型和实现方式。（3 了解电池式无人机的应用范围和特点。（4）具备配置不同传感器实现不同功能飞行特点的能力；了解无人机飞控软件的下 载、安装、编程、调试的能力。2 .方法能力（1）通过该门课程的学习，掌握无人机技术发展的先进技术，关注无人机设计、调 试、功能上的进展，思考实际应用，解决实际问题的能力，培养终生学习的能力；（2）具备参阅其它电子书籍的能力，具备较强的信息搜索能力；（3）良好的工作协调能力；（4）提高学习兴趣，掌握举一反三
5、的学习方法。3 .社会能力（1）通过课程学习培养学生的信息意识和能力，提高专业实践能力；培养学生的信 息意识和信息素养（2）具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系 实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力。（3）通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协 作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。（4）通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力;（5）爱岗敬业的职业态度与职业责任心，创新、创业、开拓能力。五、课程内容、要求及教学设计（1）标准教学周为16周，课时为64节，每周2
6、次课4课时。其中1周用于复习和 考试。其中理论课时安排为32课时，实践课时（含复习、习题课）为30课时，考试2课 时；（2）实践项目包括：四轴飞行器PCB绘制，各种传感器与电路组装，软件编程（一）课程整体设计序号学习情境知识目标专业能力方法能力社会能力学时1无人机技 术发展概 述1 .课程介绍；2 . 了解四旋翼飞行器 发展历史；3 . 了解四旋翼飞行器 的研究现状；4 .了解四旋翼飞行器 的主要应用。掌握无人机技术 的发展现状，应用 方向。1,通过阅读 参考资料加 深所学知识；2.通过网络 平台学习无 人机发展概 况和应用情 况。1 .培养学生 认真、仔细的 工作态度及 对待工作和 学习一丝
7、不 苟、精益求精 的精神；2 .培养学生 团队协作能 力，吃苦耐劳 的优秀品质。42四旋翼飞 行器的控 制原理1 .掌握四旋翼飞行器 的结构；2 . 了解四旋翼飞行器 的运动控制方法；3 .掌握四旋翼飞行器 各部分的工作原理；4 .了解姿态解算方 法；5 .了解PID控制算 法。1.掌握飞行姿态 与升力关系，了解 飞行姿态的测量、 加速度传感器工 作陀螺仪传感器、 磁力计传感器工 作原理及角度测 量方法；2、了解互补滤波 算法、卡尔曼滤波 算法、DMP姿态数 据获取方法；3.掌握PID工作原 理，并学会四轴飞1 .对其它无 人机的结构 及工作原理 有所了解；2 .具有对所 学姿态传感 器灵活应
8、用 的能力；3 . 了解PID在 其它领域的 应用情况；4 .通过网络 平台学习无1 ,培养学生 认真、仔细的 作态度及 对待工作和 学习一丝不 苟、精益求精 的精神；2 .培养学生 团队协作能 力，吃苦耐劳 的优秀品质；3 .培养学生 兢兢业业、刻 苦钻研的工1234行器PID控制器的 设计。人机发展概 况和应用情 况。匠精神。3无人机的 硬件设计1 .掌握无人机总体设 计方案；2 .学会飞行器主控电 路最小系统设计；3 .了解无人机通信协 议的基本内容；4 .掌握姿态传感器模 块原理作用；5 .掌握无线通信模块 的工作原理；6 .掌握定高模块的工 作原理；7 .掌握电机及驱动模 块的工作原
9、理；8 .掌握遥控器模块设 计的流程和方法；9 .掌握电源模块选择 依据；10 .完成四轴飞行器 的组装。1 .了解 SPI、 I2C、 USART 总线协议内容和应 用方法；2 .掌握无人机遥 控器电路基本框 架、飞行器主控电 路基本框架；3 .学会使用飞行 器主控电路最小 系统设计基本原 理、硬件电路设 ih4 .姿态传感器模 块基本原理及硬 件电路设计；5 .掌握无线通信 模块基本原理及 硬件电路设计；6 .掌握定高模块 的类型如超声波 定高模块、气压计 定高模块的工作 原理及应用；7 .掌握电机及驱 动模块基本原理 及硬件电路设计 8.掌握遥控器模 块的基本原理及 硬件电路设计；9.学
10、会电源模块1 .通过阅读 参考资料加 深所学知识；2 .通过网络 平台学习无 人机发展概 况和应用情 况；3 .能够通过 各种资讯，了 解其它类似 无人机的结 构及原理，独 立组装无人 机；4 .具备举一 反三的学习 能力。1.培养学生 认真、仔细的 工作态度及 对待工作和 学习一丝不 苟、精益求精 的工匠精神 精神；2.培养学生 团队协作能 力，吃苦耐劳 的优秀品质。24选择方法及依据；10. 了解无人机的 电机、浆、电池、 机型的相互关系， 完成四轴飞行器 的组装。1.刚体的空间角 位置描述；2.用欧拉角描述 定点转动刚体的 角位置；3.控制与滤波算1. 了解飞控软件的基法；4无人机的 软
11、件设计本知识；2 .掌握主控程序初始 化设置及说明；3 .学会姿态传感器软 件设计；4 .学会气压计软件设4.SPI、IIC 的 I/O 口、定时器初始 化、电子调速器初 始化实现；5.掌握软件设计 基本思路代码实 现及解析，姿态、1 .通过阅读 参考资料加 深所学知识；2 .通过网络 平台学习无 人机软件类1.培养学生 认真、仔细的 工作态度及 对待工作和 学习一丝不 苟、精益求精 的工匠精神16计；气压计软件设计，型和编程方精神；5 .学会遥控器软件设 计；6 .学会摄像头软件设 计；自主高度控制的 实现;6.掌握遥控器软 件设计基本思路， 无线模块、摇杆代式；3.具备举一 反三的学习 能
12、力。2.培养学生 团队协作能 力，吃苦耐劳 的优秀品质。7. 了解上位机设计。码实现及解析；7.了解摄像头软 件设计基本思路， 学会摄像头的数 据读取及摄像头 的数据处理；8. 了解上位机设 计，掌握帧头检测5六、课程考核与评价模块、3D模型路径 模块、3D模型属性 设置模块、陀螺仪 3D数据显示模块 应用。5调试1 .掌握无人机机械结 构安装、调试方法；2 .掌握无人机飞控软 件的使用、调试方法。1 .学会对无人机 机械结构、安装的 调试，使装配误差 满足无人机飞行 要求；2 .学会通过软件 的改写、编程，实 现无人机的飞控 模式的改变；3 .学会通过调试， 将无人机飞行状 态调整至最优状
13、态，续航时间长， 操控准确。1 .通过阅读 参考资料加 深所学知识；2 .通过网络 平台学习无 人机调试内 容与步骤；3 .能够通过 各种资讯，了 解其它类似 无人机的结 构及原理；4 .具备举一 反三的学习 能力。1 .培养学生 认真、仔细的 工作态度及 对待工作和 学习一丝不 苟、精益求精 的工匠精神 精神；2 .培养学生 团队协作能 力，吃苦耐劳 的优秀品质。46复习7考试合计讲授32学时、实践28学时、复习与习题课2学时，考试2学时，共64 学时本课程考核分为平时成绩、实践成绩和期末成绩三个部分，分别占总评成绩的30%、40%、30%o列表如下:总评成绩平时成绩实践成绩期末成绩出勤平时
14、作业100%10%20%40%30%小计30%40%30%6(1)平时成绩包括：出勤、平时作业、实践操作出勤占总成绩10机迟到、早退一次扣1分，缺勤一次扣5分。正常请假不扣分。平 时作业占总成绩20%,共计10次，每次10分计算。作业成绩等级分A、B、C、D四类。独立完成、书写工整，结论正确为A：独立完成、 书写工整，结论有少量错误为B；书写笔记难以辨认，结论有较多错误为C；作业不完整 为D。(2)实践操作占总成绩40%。独立完成为A,在他人指导下完成为B。(3)期末成绩为理论考试成绩。考试方式为考查。试卷中含超纲题目分值不低于3 分，不高于10分。七、教材及相关资源教材采用清华大学出版社出版
15、的，由冯新宇、范红刚、辛亮主编四旋翼无人飞行器 设计。在网络中开设网络课程及MOOC,校企合作共同开发的“做中学”网络平台。八、任课教师要求任课教师应为本科及以上学历，教授过机械基础、机械制造、电子技术基础等课程, 有3年以上教学经验，职业等级证书为无线电调试工三级或钳工三级，或指导过学生获得 省级以上技能竞赛并获三等奖以上奖项。有无人机企业工作经历的优先考虑。九、教学实训场所无人机实训室，设备应该包括计算机，多媒体教学设备，综合工作台，机械装配工具， 网络资源。十、其它说明本课程是理论结合实践的课程，特别是实践性强，需要教师和学生互动，实践教学课 时较长，所以将在课余开辟第二课堂，鼓励学生自购工具，系部提供实训场所，组织学生 在课余时间完成实践作业。