北京小飛手教育科技有限公司/彭濤
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。
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
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。
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) 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??吹胶⒆觽兊淖兓?,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,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、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。