低空无人机操控技术

低空无人机操控技术
低空无人机操控技术

中央财政支持高等职业学校

专业建设方案

专业名称低空无人机操控技术专业代码580215 学校名称天津现代职业技术学院学校代码12722 学校举办单位天津市一轻集团(控股)有限公司

学校所在地天津市海河教育园

目录

一、建设基础 (1)

(一)专业现状 (1)

1.初步形成了适合高端技能型人才培养的模式 (1)

2.拥有一支结构合理的教师团队 (1)

3.实践教学条件良好 (1)

4.构建了职业能力导向的课程体系,项目教学模式 (2)

5.学生素质高,受到企业欢迎 (2)

(二)需求分析 (2)

1.社会需求 (2)

2.行业需求 (3)

3.岗位要求 (4)

4.培养目标 (4)

(三)思考 (5)

1、人才培养方案的修订与课程体系的重构 (5)

2、壮大兼职教师队伍,提升专业教师水平 (5)

3、加强教材建设,丰富教学资源 (5)

4、深化校企合作,加强校内、外实训基地建设 (5)

二、建设目标 (6)

(一)总体目标 (6)

(二)具体目标 (6)

1.创新人才培养模式,形成“现代”特色 (6)

2.重构课程体系,加强教材建设 (7)

3.加强校内外基地建设,强化实践育人 (7)

4.转变培养方式,推行任务驱动教学 (7)

5.建设教学团队,建立团队合作机制 (8)

6.实施第三方评价,提升教育教学质量 (8)

三、建设内容 (9)

(一)创新人才培养模式 (9)

(二)重构课程体系 (11)

(三)加强校内外基地建设 (14)

1.实训室硬件建设 (14)

2.实训基地管理与运行机制建设 (15)

(四)优质核心课程建设 (16)

(五)建设教学团队,建立团队合作机制 (17)

1.专业带头人: (17)

2.骨干教师: (18)

3.兼职教师: (18)

4.双师素质的提升: (18)

5.校企教师合作机制: (18)

(六)教学运行与保障 (19)

(七)教学质量监控 (21)

1.目标监控 (21)

2.人才培养过程监控 (21)

3.结果监控 (21)

(八)社会服务 (22)

1.企业员工培训、制定职业技能等级鉴定标准、技能等级鉴定 . 22

2.承接低空无人机航拍航测等技术服务项目 (22)

3.资源共享与合作交流 (22)

四、建设进度 (23)

五、资金预算:表格与建设进度匹配 (29)

六、预期效果: (30)

(一)特色鲜明的人才培养模式 (30)

(二)适合军地两用的高端技能型人才的课程体系 (30)

(三)建成高水平的专兼结合专业教学团队 (31)

(四)校内外实训实习基地建设进一步完善 (31)

(五)教学质量保障与质量监控体系进一步完善 (31)

(六)社会服务能力进一步增强 (31)

七、专业建设保障措施 (31)

(一)资金保障 (31)

(二)组织保障 (32)

(三)制度保障 (32)

1.构建教学管理体系 (32)

2.管理及制度保证 (32)

《低空无人机操控技术》专业建设方案

项目负责人:龙威林

项目组成员:王兆珍徐保国许楠高月辉宫纯青贾强

王曰月张月新杨州孔巨辉孔祥蕊

一、建设基础

(一)专业现状

1.初步形成了适合高端技能型人才培养的模式

低空无人机操控技术专业是学院2010年开始建设的专业。该专业明确了“教、产、学、研一体化”的建设指导思想,坚持走军地联合培养与教学做一体化道路,不仅注重学生低空无人机操控、组装调试、维护维修、航拍航测应用等职业技能的培养,同时还加强学生军事素质的训练,以培养高素质的军地两用人才。为此,我院聘请了5名具有扎实低空无人机操控技术及丰富应用经验的企业专家组成专业建设指导委员会,与我院合作开发了“军地联合、校企共育、工学结合”的专业人才培养方案。

2.拥有一支结构合理的教师团队

本专业现有专任专业教师8人,兼职教师6人。其中专任教师中70%以上具有硕士学位,具有副教授、高级工程师以上职称人员占40%,“双师素质”教师比例接近80%;兼职教师结构合理、队伍稳定,主要来自中海石油天津新能源科技有限公司、天津市警备区、天津允公教育咨询有限公司等单位。这支优秀的双师结构教师团队为培养高素质的军地两用人才提供了坚实保障。

3.实践教学条件良好

该专业现有电子实训基地、单片机综合设计实训基地、无人机模拟操控实训基地、无人机工艺组装调试实训基地等6个实训室,不仅基本满足了在校学生的综合职业实践能力的培养,还可以对外承接低空无人机操控手等相关工种的技能培训及鉴定。同时,学院与中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司等企事业单位共同建立了5个校外实训基地,为学生到企业顶岗实习提供了充足的平台。

4.构建了职业能力导向的课程体系,项目教学模式

为适应军方和民用两大领域对低空无人机操控专业人才的需求,我院走访了北京安翔动力科技有限公司、北京中飞艾维航空科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司等无人机相关企业,调研了其典型工作岗位的资质与能力要求,并在此基础上与天津市警备区、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公教育咨询有限公司等企业共同开发了以全面培养学生综合职业能力为目的的课程体系与标准。同时在教学方面,我们为每门课程开发了3-8个基于真实工作任务的教学项目,让学生在做项目的过程中习得相关的知识、技能与素质。

5.学生素质高,受到企业欢迎

我院低空无人机操控技术专业目前尚无毕业生,但本专业在籍学生以专业对口率100%的比例参加过假期社会实践和顶岗实习,在此期间,学生扎实的专业基础、娴熟的技能,较高的综合素质赢得了企业的一致认可,好评率达到了98%以上,甚至有6名同学提前收到了南京翔鹰航空科技有限公司、北京国鹰航空科技有限公司等企业的录用通知。

(二)需求分析

1.社会需求

低空无人机操控技术是一门新兴的综合性技术,自在我国推广和应用以来,在军用和民用技术领域获得了广泛应用。在具体应用中,低空无人机也成为我国国防建设、地质勘测、电网巡视、高速公速巡查、气象检测、海事巡逻等多个领域所采用的作业手段和提升产业规模水平发展的工具。甚至在近几年的几场国际局部战争中均大批量的使用了无人机,可以预见的是无人机在未来战场上的用途将越来越大,它必然会成为世界各军事大国武器装备发展的重点。

无人机除了在军事领域中执行侦察、监视、火力打击、通信等多种任务外,在民用领域亦可完成灾害评估、地质勘测、航拍航测、警用高速公路巡查、森林防火、海事巡逻等多种任务。另外,在泥石流、地震、风暴等自然灾害中,无人机通过及时快速的传递信息,也发挥了极其重要的作用,已经成为我们人类对抗自然灾害不可或缺的工具。由此可见,无论在军事还是民用领域或是抵御自然灾害中,低空无人机的应用越来越广泛,因此也带来了大量的低空无人机操控及应用人才的需求。

仅以测绘行业为例,在全国范围内推广应用固定翼轻型无人机航摄系统,为国家应急救灾等工作提供数据获取手段,是国家测绘局的一项重点工作。仅2010年,就有16个省、市航测单位装备了无人机航摄系统,这也标志着曾在汶川大地震抗震救灾及灾后重建中发挥重要作用的无人机航摄系统已开始全面装备测绘单位,但是目前国内无人机操控手及相应的地勤人员、航测数据处理人员均由一些社会培训机构短期培训而成,不仅在数量上无法满足当前的社会需求,在人才质量上也无法满足用人单位的要求。在其他无人机应用领域中也出现了此类的人才短缺现象,严重制约着企业产业升级、安全作业、成本节约等方面的发展。

2.行业需求

天津市当前最急缺高层次人才和高技能人才主要集中在航空航天、石油化工、装备制造、电子信息、生物制药、新能源新材料、国防科技、轻工纺织等八大优势支柱产业及战略性新兴产业。其中航空航天产业对高技能人才的需求位居榜首。

2005年,天津航空航天产业总产值为2.2亿元,随着空客A320系列飞机天津总装线、直升机基地、无人机研发生产基地、新一代运载火箭产业化基地和卫星有效荷载项目相继落户,短短6年时间,天津进驻了50余家航空航天制造企业和上百家航空配套企业。2010年天津航空航天产业完成工业总产值170.15亿元人民币,同比增长66.2%。伴随着天津航空航天产业跨越式发展,各类航天航空人才的需求压力也日渐膨胀,人才短缺也成为各大企业产业升级的关键难题。其中低空无人机操控手、维护维修人员以及地勤人员的缺口也突显出来。目前国内部分高等院校或研究所致力于培养无人机研发人才,而无一所职业院校培养低空无人机操控手、维护维修人员。因此我院开设了低空无人机操控技术专业填补了这一空白。

无人机除了在航空航天业有着广泛的应用,低空无人飞行器航测遥感系统是高分辨率及高精度遥感影像获取和处理的崭新技术,当前也成为三维精细测绘的优势技术手段,突破了卫星遥感与航空遥感无法达到的影像测绘精度。因此利用无人机进行航拍航测的技术人员也成为当前这一行业的紧缺人才。

3.岗位要求

我院低空无人机操控技术专业学生就业面向的主要岗位有低空无人机操控手、维护维修人员、地勤人员、搭载设备操控人员、数据处理人员,通过调研相关的无人机企业,我们明确了这些岗位的技能要求,如表1-2-1所示,这是我们制定人才培养方案及设计课程体系和标准的依据。

4.培养目标

低空无人机操控技术专业旨在培养具备良好的职业道德和军事素养,能够运用无人机相关理论与技术快速分析与解决工作任务,具备从事低空无人机组装、调试、维护、维修、操控、地勤、航拍航测等岗位职业能力、适合军民两用的优秀高端技能型专门人才。

(三)思考

自2010年专业建设启动以来,我们在实践教育教学过程中,不断积极探索,很多认识从模糊到清晰,从不成熟到有所收获与思考,下列若干问题变得越来越突出,已成为我们当前专业提升不得不认真探讨与解决的议题:

1、人才培养方案的修订与课程体系的重构

通过这三年的专业教学实践,尤其是与企业和部队兼职老师共同教学的过程中,我们共同认识到,当前低空无人机行业的快速发展和生源质量的变化,原来的人才培养方案和课程体系必须重新进行修订与完善,以满足培养适合军地两用的高端技能型人才。

2、壮大兼职教师队伍,提升专业教师水平

本专业自启动建设以来,一直坚持通过“双师结构”实现理论实践教学一体化,即校内专业教师与校外兼职教师共同承担教学任务。但随着学生数量的增加,尤其是无人机应用领域的扩展,无疑需要更多的校外兼职教师充实到我们的教师团队中来。对于我院的专业教师仍需提高专业实践能力,进一步充实教育教学理念与方法。唯有高水平专业教师与充足兼职教师的高效合作,才能保障高质量人才培养的实现。因此,如何通过培养、企业引进、国内外进修等多种途径,优化和提高专业教学团队质量是急需解决的问题。

3、加强教材建设,丰富教学资源

低空无人机的应用是新兴产业,因此适合于职业教育培养这类人才的教材非常稀缺。根据岗位技能要求编写适合低空无人机高端技能型人才培养的教材是我们当前专业建设必须思考的问题。另外,网络已成为教学数字化信息化不可或缺的资源,加强教学资源的网络建设也是我们专业发展的一个重要方向。

4、深化校企合作,加强校内、外实训基地建设

“军地联合,校企共育,工学结合”是我们坚持的人才培养模式,如何建立一种良好的校企合作机制与制度,如何解决校内外实训基地设施设备与耗材的不足也是我们专业发展必须突破的瓶颈。

二、建设目标

(一)总体目标

我院低空无人机操控技术专业以培养从事低空无人机操控、维护维修、航拍航测应用、无人靶机操控军地两用的高端技能型人才为目标,主动围绕地方经济发展的需求和无人机产业发展的需要,按照产业-专业-职业-就业-立业“五业融通”的专业建设思路,坚持“军地联合,校企共育,工学结合”的人才培养模式改革,建立以低空无人机操控、维护维修及航拍航测应用等工作过程为导向的课程体系,开展任务驱动与项目化教学,大力推进“做中学、做中教”的教学方法。同时我院与天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公咨询有限公司等企事业单位合作,加强实践教学条件建设,加强专业教学师资团队建设,全面提高本专业人才培养的质量。为航空企业和无人机基地企业培养生产、管理、服务一线需要的动手能力强、职业素质高的高端技能型人才。

在坚持实践导向专业学习与训练的前提下,学生编入预备役,并进行技能士官岗前军事训练与在校生军事化管理,以为部队输送高素质技能型士官人才。

(二)具体目标

1.创新人才培养模式,形成“现代”特色

通过与天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公教育咨询有限公司等企事业单位的深度合作,根据低空无人机相关岗位的具体需求与资格标准,结合社会核心价值观与现代企业优秀文化理念,共同完善与充实“军地联合,校企共育,工学结合”的人才培养模式;通过军地联合培养高技能士官人才培养模式研究课题,研究和探索军地联合人才培养的教学模式改革;通过编入预备役,并进行技能士官岗前军事训练与在校生军事化管理,为部队储备高素质技能型士官;进一步完善顶岗实习和“双证书”制度,顶岗实习时间达到半年以上,顶岗实习学生数达到100%,学生“双证书”获证率达到100%,以培养具有天津现代职业技术学院特征的低空无人机高端技能型人才。

2.重构课程体系,加强教材建设

与天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公教育咨询有限公司等企事业单位在共同确定本专业人才培养目标与模式基础上,以低空无人机组装、调试、维护维修及操控应用、地勤等典型工作岗位能力培养为依据,结合本地区经济发展特征,与合作企事业单位共同重构低空无人机操控技术的工作系统化课程体系;结合企业新技术、新工艺,完善课程标准,修订教学内容;在建设期重点打造《无人机操控技术实训》、《无人机自驾操控技能实训》、《航测数据处理技术》3门优质核心课程,并根据岗位技能要求主、参编6本适合低空无人机高端技能型人才培养的高职高专教材;发展数字化信息化教学及其资源,加强教学资源的网络建设。

3.加强校内外基地建设,强化实践育人

根据学生专业技能培养要求,尤其是新课程体系的特征,按照“校企联动、资源共享、人才共育”的建设思路,加强校内外实训基地建设。其中扩建校内实训室3个,新建实训室3个;同时在原有5个校外实训基地的基础上,新增零度智控(北京)智能科技有限公司、北京安翔动力科技有限公司等校外实训基地5个,使低空无人机操控技术专业的实训条件达到国内先进水平,争创国内一流水平,以便为“实践育人”提供肥沃的土壤。

同时将课堂教学引入校内实训室与校外实训基地,让学生在真实的工作环境下(或模拟真实工作环境),通过解决综合职业任务,借助专业教师与企业专家的帮助,甚至完全独立地习得成为低空无人机高端技能型人才所必须具备的知识、技能与素质。

4.转变培养方式,推行任务驱动教学

本专业将努力从“以教师为中心”的培养模式转变为“以学生为中心”的培养模式,学生是学习的主体,是解决工作任务的当事人,而教师作为主持人、指导员与咨询师,要激发学生自主学习的动力,采用适当的教学方法启发和引导学生参与任务解决,发现问题、提出问题、解决问题,实现触类旁通。

同时在“以学生为中心”的培养模式下,要大力推行任务驱动教学,即在真实工作背景下将所要学习的新技能、新知识隐含在学习任务中, 以完成工作任务的过程作为教学活动的中心,统筹安排教学方法、教学材料(教材、引导文、工作页、信息页等)和教学设备等要素,体现实践和理论高度融合,学习与工作无界限,教与学相辅相生,保证教学目标与社会需求相一致,教学情境与职业情境相一致,教学内容与企业工作任务相一致。

5.建设教学团队,建立团队合作机制

通过“传、帮、带”传统培养方式与企业引进、国内兄弟院校的交流研讨、下厂锻炼、国外进修等多种途径,优化和提高专业教学团队质量。对于校内专业教师,本专业拟以专业带头人、骨干教师的培养为重点,重点培养和引进低空无人机操控、航拍航测技术方向专业带头人2人,培养低空无人机组装工艺、维护维修技术,无人机自驾仪操控技术等方向专业骨干教师5人。随着学生数量的增加,尤其是无人机应用领域的扩展,本专业拟新聘请具有丰富专业实践经验的兼职教师5人,使兼职教师达到11人,兼职教师和专任教师比例达到1:1以上。培养“双师素质”教师6人,使“双师素质”教师比例达到95%以上。同时通过军地联合培养高技能士官人才培养模式研究课题,使本专业教师团队在实践教学中,通过课题研究的方式,探索出一套适合军地联合人才培养的教学模式,进而提升教师队伍整体教学、实践、科研水平。另外,继续完善兼职教师聘用制度,形成兼职教师与专职教师的及时、随时沟通的机制与平台;探讨专兼职教师共同配合实施“教、学、做一体化”教学的模式。

6.实施第三方评价,提升教育教学质量

引入麦可思人力资源信息管理咨询公司作为本专业的第三方评价,同时学院和企业组成专业建设指导委员会,对无人机行业标准和典型岗位进行跟踪调查,以提升我们的教育教学质量。其中具体需要分析的问题包括:(1)毕业生就业能力测评:包括就业数量和就业质量两个层次,就业率与月薪分析、专业对口性与工作变换分析;

(2)基本工作能力和核心知识测量:测评毕业生的基本能力和核心知识满足工作的程度;

(3)就业环境分析:分析毕业生所去行业、职业、企业类型和城市类型,了解各专业毕业生所需培养的职场文化和招聘渠道,获得本校毕业生主要职业环境信息;

(4)学校求职辅导服务的有效性:反馈毕业生求职期待、求职服务的效果评价、求职难度;

(5)毕业生的各项满意度:反馈毕业生对母校的满意度、以及对同学的满意度和对雇主的满意度;

(6)生源分析

通过数据分析,实现以就业为导向、以结果评价为依据的数据化管理,确定毕业生的就业质量,岗位适应情况,课程内容调整与教学改进建议,并提交专业建设理事会作为修订本专业人才培养方案依据。根据修订后的人才培养方案,再由专业组修订课程标准。使毕业生质量跟踪调查切实服务于专业建设。

三、建设内容

(一)创新人才培养模式

通过与天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公教育咨询有限公司等企事业单位交流与合作,成立多方参与的专业建设指导委员会,坚持以就业为导向,坚持全面培养学生综合职业能力与素质,建立一系列校企合作、工作机制与制定,以保证合作的企事业单位全程参与人才的培养工作。

在现有“军地联合,校企共育,工学结合”人才培养模式(见图3-1-1)基础上,我们将具体建设与落实下列工作:

图3-1-1 “军地联合、校企共育、工学结合”人才培养模式运行图

●在合作企业的协助下,并聘用若干职业教育专家,共同调研其低空无人

机组装、调试、操控、维护维修、技能士官、搭载设备操控、数据处理等岗位的技能与素质要求及从业资格。根据调研结果修订与丰富“军地联合,校企共育,工学结合”人才培养模式中定义的“基本能力”、“核心能力”与“拓展能力”的内涵。同时根据这三种能力的内涵确定分别支撑这些能力成长的典型工作任务与知识、技能要求。

●以修订后的“基本能力”“核心能力”与“拓展能力”为基础,共同根

据具体情况(尤其是可行性)划分学校与企业在各个学年度各自独立承担的教学内容与任务,以及双方共同承担的教学内容与任务。

●学校与企业分别为自身独立承担的教学内容与任务系统设计教学大纲,

共同制定双方共同承担教学内容与任务的教学大纲,同时共同确认与协

调这三部分教学大纲,并最终形成“低空无人机操控技术”专业的完整教学大纲。

●在完成推进上述工作的过程中,随时根据学校、企业与职业教育专家研

讨的意见修订如图3-1-1所示的现有“军地联合,校企共育,工学结合”

人才培养模式。同时通过申报与执行“军地联合培养高技能士官人才培养模式”研究课题,研究和探索军地联合人才培养的教学模式改革。

●在学生编入预备役的前提下,与部队(天津市警备区)共同研讨“如何

兼顾学生低空无人机操控技术与技能的同时,完成技能士官岗前军事训练”,并形成相关特色培养制度、课程与策略,例如在校生实施军事化管理。

●进一步完善顶岗实习和“双证书”制度,力争顶岗实习时间达到半年以

上,顶岗实习学生数达到100%,学生“双证书”获证率达到100%,以培养具有天津现代职业技术学院特征的低空无人机高端技能型人才。

(二)重构课程体系

自2010年启动本专业的建设以来,我们系统地学习了德国学习领域课程体系(国内也称之为“工作过程系统化课程”体系)的理念,并按照其开发流程与方法(见如图3-2-1所示)尝试开发了我院《低空无人机操控技术》专业的学习领域课程体系。目前已经与天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司、天津允公教育咨询有限公司等企事业单位共同完成了以低空无人机操控手、维护维修人员、地勤人员、技能士官、航拍航测的搭载设备操控手与数据处理人员6个工作岗位的典型工作任务、职业技能、职业知识与原有相关支撑课程的分析,如表3-2-1所示。

在建设期中,我们将在现有课程开发成果基础上,继续明确与学习最新的课程理念,力争用两年时间建立起真正适合于军地两用的高端技能型人才的课程体系。为此我们的具体建设工作包括:

图3-2-1 工作过程系统化课程开发基本路线(参考姜大源,2007)●调研无人机技术的新发展、新应用领域,修订现有《低空无人机操

控技术》相关工作岗位分析表。

●根据新的工作岗位分析表,聘用若干职教课程专家,与企业实践专

家共同提炼典型工作任务,并根据教育学、心理学基本原理,尤其是“从新手到专家的职业成长规律”将典型工作任务整合、转化为学习领域课程,并确定每门课程的先后顺序。

●与职教课程专家及企业实践专家共同确定每个学习领域课程的标

准,包括课程名称、参考学时、教学目标、教学内容等。

表3-2-1《低空无人机操控技术》相关工作岗位分析表

(三)加强校内外基地建设

为完善校内外实训基地建设,满足实践教学要求,校内实训基地建设按照生产性和“校企联动、资源共享、人才共育”的建设思路进一步充实和完善,加强校外实训基地建设,在数量、质量、管理体制和运行机制上加强建设,强化顶岗实习管理。现拟在原有6个实训室的基础上,新建实训室3个,扩建实训室3个,新增校外实训基地5个,使本专业实践教学条件在硬件条件、管理水平等方面处于国内领先水平,带动专业群整体发展,满足人才培养工作的要求。

1.实训室硬件建设

实训室建设规划见表3-3-1。

表3-3-1 低空无人机操控技术专业实训室建设

2.实训基地管理与运行机制建设

实训基地设专人负责日常管理工作。各实训室配备专门的管理人员,负责设备的保养、维护维修、场地的安全卫生等工作,保障实训基地的实训教学正常运行。组织实训基地管理员和实训指导教师与企业生产及车间管理专家共同制定实训基地管理制度与措施。实训室建立安全管理制度、操作管理制度、学生实训须知等。实训室具有运行记录:实训报告、日志、设备维修记录、学生考勤记录。

建立实训室开放管理办法等制度,实现实训室“开放式”管理,系部选派专门教师作为指导教师;学生自主选择实训项目,学生自行拟定课题,以团队形式申报,联系实训室和指导教师开展实践活动。进入开放实训室的学生要遵守实训室学生守则,学生要认真填写实训室开放记录。开放式实践进行不定期抽查考核,将抽查结果和实训效果计入课程考核成绩。

组织专业教师与企业工程技术人员围绕本专业相关职业岗位,依据职业标准和企业要求,开发实训项目,制定各项目的实训标准,编制实训指导手册。成立实训基地运行督导小组,定期或随机检查和监督实训教学运行状态、实训场地和设备的运行情况。

学院分别与各合作企业签订实训基地协议书,明确各方权利和义务。

(四)优质核心课程建设

通过企业调研,我院本专业长期的固定合作伙伴天津市警备区、中海石油天津新能源科技有限公司、天津允公咨询有限公司等企事业单位均一致认为,《无人机操控技术实训》、《无人机自驾操控技能实训》、《航测数据处理技术》这3门课程是将来学生无论在部队还是在企业从事与低空无人机相关岗位工作都必须掌握的技术与技能。所以我们决定,重点将这三门课程打造成本专业的优质核心课程。对此,我们初步设计了开发这三门“优质核心课程”的建设流程,见图3-4-1。

基于这一开发流程图,我们需要进一步落实与完成的工作任务有:

1.邀请中海石油天津新能源科技有限公司、天津允公咨询有限公司、南京翔鹰航空科技有限公司等企事业单位成立“优质核心课程开发委员会”,通过企业调研与实践专家研讨会的形式调研这三门课程的典型工作任务及资质、技能、素质要求,并确定这三门课程的标准(包括课程名称、参考学时、教学目标与教学内容等)。

2. 与企业专家共同为这三门课程选取一定数量的教学项目,并按相关原则排列各个教学项目的教学先后顺序,并参考课程标准分配各个教学项目的教学目标、教学内容与参考学时等。

3. 与企业专家共同为三门课程的每个教学项目设计其教学实施方案,如有可能,可编写为教师的教学参考用书并出版发行。

4. 开发这三门课程的所有教与学的资源,包括三本适用于高职高专培养低空无人操控技术专业人才的教材:《低空无人机操控技能实训》、《低空无人机自驾技术实训》、《航测数据处理技术》,这三本新编教材重在突出企业岗位能力需求与高职学生的学习特征。同时还为这三门课程开发上课所用到的其他教与学的资源,例如工作页、引导文、PPT课件等。如有可能,还可开发网络资源平台。另外再编写三本高职高专教材:《发动机检测技术》、《单片机应用技术》、《无线电遥控技术》,以充实教学资源建设。

5.追踪评价与记录每个教学项目实施的效果,并且在所有项目都实施结束后,进行综合评价与总结,以便修订与完善教学项目的实施方案。

无人机任务规划的基本概念

主要内容 ?无人机任务规划的基本概念三 ?无人机任务规划方法三 ?无人机任务规划的数字地图技术三 ?无人机地面控制站的基本概念三 ?无人机地面控制站的分类二配置和转移运输三 5.1 无人机任务规划的基本概念 由于无人机是无人驾驶的飞行器,所以在飞行前需要事先规划和设定好它的飞行任务和航线三在飞行过程中,地面操纵人员还要随时了解无人机的飞行状态,根据需要操控无人机调整姿态和航线,及时处理飞行中遇到的特殊情况,以保证飞行安全和飞行任务的完成三这就需要配备能够提供任务规划与指挥控制方面相应功能支持的设备或系统,这就是无人机的任务规划与指挥控制系统三 5.1.1一任务规划的定义和特点一 1.任务规划的定义 一一规划是一个综合性的计划,它包括目标二政策二程序二规则二任务分配二要采取的步骤二要使用的资源以及为完成既定行动方针所需的其他因素三 任务规划(M i s s i o nP l a n n i n g,M P)是对工作实施过程二方法的组织和计划三在军事领域,任务规划已逐渐变为一个专有名词,尤其是现代无人化装备的出现,使得任务规划越来越重要三装备作战规划的结果是装备作战行动的实施依据三对有人化装备而言,规划结果 主要作为任务承担人员决策的参考;但对无人化装备而言,规划即控制,是装备运行过程中

137 一 唯一的执行依据,因此,任务规划的输出信息必须满足准确性二完整性和一致性的要求三 2.任务规划的特点 任务规划具有以下几个特点: (1)制作任务规划时需要具有整体性二全局性的思考和考量三 (2)制作任务规划须以准确的数据为基础,运用科学方法进行从整体到细节的设计三 (3)任务规划须在实际行动实施之前进行,其结果要作为实际行动的具体指导三5.1.2一 任务规划系统的定义和功能一 1.任务规划系统的定义一一任务规划系统( M i s s i o nP l a n n i n g S y s t e m ,M P S )是指利用先进的计算机技术采集二存储各种情报信息,进行大规模分析计算,从而辅助制定任务计划的信息系统三任务规划系统的出现和广泛使用是现代意义的任务规划区别于过去所说的作战计划二作战筹划的根本标志三 2.任务规划系统的功能 作为整个信息化作战系统的一个重要节点,任务规划系统不是一个孤立的封闭系统,它一端与作战指挥系统的任务对接,另一端与作战装备直接交联,如图 5-1所示,主要包括信 息采集与处理模块二规划作业模块二任务预演评估模块和任务输出模块 三图5-1一任务规划系统基本组成结构 (1)信息采集与处理模块三任务规划系统需要采集的信息主要包括上级下达的任务信息二指挥控制信息二情报信息(如目标信息二敌作战意图等)和战场环境信息(敌情二我情二地形二气象二电磁)等三对采集的信息要进行加工处理,包括地形和气象信息显示,禁飞区二威胁区及战场态势标绘等三 (2)规划作业模块三该模块用于制定装备作战过程的时间二空间和行为准则,通常包括航线规划和机载设备使用规划,以及与其他作战实体的协同和交互规划等三根据任务规划系统所具有的自主化能力大小,通常还包括冲突检测二安全评估二自动的威胁规避和航线生成等分析计算模块,用于辅助人工决策操作三 (3)任务预演评估模块三规划效果预演主要包括飞行仿真二载荷作战效果仿真等,评估包括装备本身的效能评估和任务规划的作战行动效能评估两个方面三预演评估的主要作用是对装备作战的效果进行预估和判断,并反馈以指导决策,形成优化规划方案,同时便于指挥员和操作员熟悉作战过程,了解和把握作战关键环节三 (4)任务输出模块三任务输出是将规划结果以数据的形式输出给作战装备和其他作战节点三输出的任务规划信息应该是完备二一致和可理解的,能够被其他信息系统正确读取和

一种基于蚁群算法的无人机协同任务规划优化算法

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d317742388.html, 一种基于蚁群算法的无人机协同任务规划优化算法 作者:黄伟民王亚刚 来源:《软件导刊》2017年第07期 摘要:随着无人机在军事领域的广泛应用,越来越多的无人机将应用在未来战场,因此 无人机协同规划变得越来越重要。建立了多无人机协同任务分配模型,并研究了模型求解的有效算法。在蚁群算法的基础上提出针对密度较大目标区域的多无人机协同任务规划的优化方法,优化蚁群算法的搜索条件,降低了蚁群算法的时间和空间复杂度。 关键词:无人机;协同规划;蚁群算法;目标群密度 DOIDOI:10.11907/rjdk.171261 中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2017)007-0131-03 0 引言 多基地多无人机协同侦查模型可以描述为:利用多种不同性能的无人机对多个空间分散的目标进行侦查,这些无人飞机分散在多个地理位置不同的基地上,需要快速制定无人侦查飞机的侦查任务计划以满足侦查要求和实际约束条件。在无人机迅速发展的同时,雷达技术也快速发展,因此一旦有侦察无人机进入防御方某一目标群配属雷达探测范围,防御方目标群的配属雷达均开机对空警戒和搜索目标,并会采取相应对策,包括发射导弹对无人机进行摧毁等,因此侦察无人机滞留防御方雷达探测范围内时间越长,被其摧毁的可能性就越大[1-2]。本文以侦察、监视任务为中心,以协同探测多基地目标为背景,在蚁群算法规划路线的基础上进一步优化线路,以此尽可能缩短无人机任务飞行时间和被雷达探测到的时间。 2 无人机侦察目标群聚类 为了最大程度上利用各无人机基地资源,首先要对目标群进行聚类。常用的聚类方法有 K-means聚类算法、层次聚类算法、SOM聚类算法和FCM聚类算法[3]。本文采用层次分析法对目标群进行聚类,通过聚类,可以规划出各无人机基地派出的无人机的探测目标群,在无 人机数量和飞行参数限制条件下,这样做能最大限度地提高效率。 层次分析法的算法流程如图1所示。 3 基于改进蚁群算法的目标群路线规划

无人机导航定位技术简介与分析

无人机导航定位技术简介与分析 无人机导航定位工作主要由组合定位定向导航系统完成,组合导航系统实时闭环输出位置和姿态信息,为飞机提供精确的方向基准和位置坐标,同时实时根据姿态信息对飞机飞行状态进行预测。组合导航系统由激光陀螺捷联惯性导航、卫星定位系统接收机、组合导航计算机、里程计、高度表和基站雷达系统等组成。结合了SAR 图像导航的定位精度、自主性和星敏感器的星光导航系统的姿态测定精度,从而保证了无人飞机的自主飞行。 无人机导航是按照要求的精度,沿着预定的航线在指定的时间内正确地引导无人机至目的地。要使无人机成功完成预定的航行任务,除了起始点和目标的位置之外,还必须知道无人机的实时位置、航行速度、航向等导航参数。目前在无人机上采用的导航技术主要包括惯性导航、卫星导航、多普勒导航、地形辅助导航以及地磁导航等。这些导航技术都有各自的优缺点,因此,在无人机导航中,要根据无人机担负的不同任务来选择合适的导航定位技术至关重要。 一、单一导航技术 1 惯性导航 惯性导航是以牛顿力学定律为基础,依靠安装在载体(飞机、舰船、火箭等)内部的加速度计测量载体在三个轴向运动加速度,经积分运算得出载体的瞬时速度和位置,以及测量载体姿态的一种导航方式。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪。三自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动;三个加速度计用来测量飞行器的三个平移运动的加速度。 计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。惯性导航完全依靠机载设备自主完成导航任务,工作时不依赖外界信息,也不向外界辐射能量,不易受到干扰,不受气象条件限制,是一种自主式的导航系统,具有完全自主、抗干扰、隐蔽性好、全天候工作、输出导航信息多、数据更新率高等优点。实际的惯性导航可以完成空间的三维导航或地面上的二维导航。 2 定位卫星导航 定位卫星导航是通过不断对目标物体进行定位从而实现导航功能的。目前,全球范围内有影响的卫星定位系统有美国的GPS,欧洲的伽利略,俄罗斯的格拉纳斯。这里主要介绍现阶段应用较为广泛的GPS全球定位系统导航。

(word完整版)无人机应用技术专业人才培养方案(高职)

无人机应用技术专业人才培养方案 一、专业名称和专业代码 专业名称:无人机应用技术 专业代码:560610 二、招生对象与修业年限 招生对象:应届高中毕业生,中职、技校对口生 修业年限:三年 三、培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展,能适应社会主义现代化建设需要和适应现代行业发展需要,无人机应用专业是航空技术、电子技术与计算机应用技术相结合的专业,主要培养适应无人机行业需要,德、智、体、美全面发展,具有较扎实的基础理论知识,熟练掌握各种专业技能,职业素质优良,专业技术适用,实践能力突出,能在无人机应用领域面向无人机操作、无人机维护和开发等不同方向发展,从事无人机设备的操作、编程、维护以及生产组织和管理等方面工作的高等技术应用型人才。 四、职业岗位面向与职业能力分析 (一)职业岗位面向 Ⅰ.主要工作岗位 1.无人机飞行操作岗 2.无人机程序员岗 3.无人机工艺员岗 4.无人机设备的(安装、调试及)维修岗

Ⅱ.相关工作岗位 1.质量检验岗 2.无人机产品开发(及产品改造)岗 3.产品销售岗 4.公司管理岗 Ⅲ.拓展工作岗位 1.职业学校教师 2.村官 从近年职场行情调研看,制造业是人才需求大户,其需求还将进一步增长,重点发展领域人才的需求特点是:高层次研发人才需求呈现旺势;高级技能型人才需求量大,仅此于科技活动岗位,具有无人机一线操作和管理经验的高技能工人呈现供不应求的态势;复合型、实用型、经验型人才是需求重点。调查显示,无人机专业领域呈现出需求人才趋于年轻化,对复合型、应用型、经验型、高技能操作型人才需求旺盛,科技活动人才尤其是一线操作、维护人才需求集中等具体特征。 (二)职业能力分析 Ⅰ.综合素质 1.思想政治素质: 热爱社会主义祖国,拥护中国共产党领导,拥护国家的各项方针政策,有正确的人生观、价值观、道德观和法制观。 2.职业素质: 具有良好的职业态度和职业道德修养;爱岗敬业、诚实守信、严谨求实;具有基本能力以及管理和创新素质。 3.人文素养与科学素质:具有较为宽阔的视野,文理交融,具有一定的科学思维和科学精神,具备健康、高雅的审美情趣和正确的审美观点、较强的审美能力,个性鲜明、学有所长。 4.身心素质:具有一定的体育运动和生理卫生知识,养成良好的锻炼身体、讲究卫生的习惯,掌握一定的运动技能,达到国家规定的体育锻炼

AOPA无人机起降阶段操纵技术练习进步题

1.据统计,无人机系统事故60%以上发生在 A.起降阶段 B.巡航阶段 C.滑跑阶段 答案:A. 2.无人机系统中,起降驾驶员一般不参与哪个阶段控制A.起飞阶段 B.降落阶段 C.巡航阶段 答案:C. 3.当前国内民用无人机的主要控制方式不包括 A.自主控制 B.人工遥控 C.人工智能 答案:C. 4.对于无人机关键性能,无人机驾驶员 A.不必了解 B.视情况了解 C.必须了解 答案:C. 5.无人机飞行时收起起落架,会使飞机 A.全机阻力减小 B.全机阻力增大 C.全机阻力无明显变化 答案:A. 6.无人机定速遥控飞行时收起起落架,驾驶员需A.增加油门以保持空速 B.减小油门以保持空速 C.针对此情况,无需做相关动作 答案:B. 7.无人机飞行时放下起落架,会使飞机 A.全机阻力减小 B.全机阻力增大 C.全机阻力无明显变化 答案:B. 8.无人机定速遥控飞行时放下起落架,驾驶员需A.增加油门以保持空速

B.减小油门以保持空速 C.针对此情况,无需做相关动作 答案:A. 9.无人机飞行时放下襟翼,会使飞机 A.飞行速度减小 B.飞行速度增大 C.飞行速度无明显变化 答案:A. 10.无人机定速遥控飞行时放下襟翼,驾驶员需 A.增加油门以保持空速 B.减小油门以保持空速 C.针对此情况,无需做相关动作 答案:A. 11.无人机飞行时收起襟翼,会使飞机 A.飞行速度减小 B.飞行速度增大 C.飞行速度无明显变化 答案:B. 12.无人机定速遥控飞行时收起襟翼,驾驶员需 A.增加油门以保持空速 B.减小油门以保持空速 C.针对此情况,无需做相关动作 答案:B. 13.无人机驾驶员进行起飞前飞行器检查内容不必包括A.舵面结构及连接检查 B.起飞(发射)、降落(回收)装置检查 C.飞行器涂装 答案:C. 14.无人机驾驶员进行起飞前控制站检查内容不必包括A.控制站软件检查 B.控制站操作系统检查 C.预规划航线及航点检查 答案:B. 15.无人机驾驶员进行起飞前通讯链路检查内容不必包括A.链路设备型号 B.飞行摇杆舵面及节风门反馈检查 C.外部控制盒舵面及节风门反馈检查

复杂环境下多目标多无人机协同任务规划

复杂环境下多目标多无人机协同任务规划 摘要:在当今更加复杂的战争环境中,无人机通常以协调的舰队执行特殊任务。因此,本文构建了无人机联合任务计划系统的模型,并对无人机联合任务计划控 制系统,多目标任务分配架构,无人机目标融合体系结构和弹道计划模型进行了 设计研究。通过结合层次聚类算法和数值模拟实验,我们旨在确认设计的有效性,进一步提高无人机在复杂和动态环境中的飞行适应性,并为在最短时间内开发合 理的无人机协作任务分配提供合理的计划,理论上的帮助。 关键字:复杂环境,无人机,协作任务,模型规划 简介:随着近几年无人机技术的飞速发展,基于无人机联合任务计划的实现 多个战略目标的合作已成为许多领域特别是军事领域的重要发展成就之一。其中,所谓的多无人机协作系统,是指由多个无人机组成一个整体来实现一个综合战略 目标的任务机制,可以利用多个无人机的信息共享功能来实现无人机的任务效率。发挥最大作用。在这方面,有必要考虑到多目标状态的不确定性和目标的多样性,合理地控制无人机的资源分配,并依靠无人机轨迹规划模型来确保无人机到目标 的全范围。通过覆盖并减少无人机定位错误,您可以灵活地应对定位目标的意外 情况。 1多无人机协作任务计划和控制体系结构 如果是一架无人驾驶飞机,它会构建一个层次结构和一个包容性架构。分层 结构是指人类思维行为的模型,并建立了依赖于老板的“感知-思考-执行”的组 织系统。它使用实时通信来确保系统的执行能力,因此其实用性相对较差。相反,包容性体系结构采用“感知执行”单元的独立操作模式,尽管不需要依靠组织的通 信来执行任务,但是缺乏全局控制使创建局部最佳情况变得容易。在这方面,基 于多个系统的优缺点构造了如图1所示的分层和分层的分布式工作计划控制系统 结构。 图一:分层递阶分布式任务规划控制体系结构 基于此,我们基于任务结构构建任务执行模型框架。其中,无人机根据指定 的信息在任务区域内找到目标,然后准确确定任务目标的位置并进行系统分析, 以确保对目标状态信息的连续监视。因此,传感器通常用于跟踪目标,并且由于 传感器本身的观察范围有限,因此有必要基于多架无人机的协同目标跟踪来实现 对目标信息的实时监控,以形成多UAV协作,如图2所示,跟踪多目标系统架构。 图二:多无人机协同跟踪多目标系统架构 2多无人机多目标分配控制体系结构 由于在无人机执行任务时任务目标分散,因此必须对无人机进行合理地分组 和分配以满足多个目标的跟踪要求。其中,特定无人机的数量和目标的分散特性 无法预先预测,任务目标可能会意外发生,因此必须考虑疏散区域的情况来选择 分配算法。在这方面,我们使用分层聚类算法来分析问题,但是由于分层聚类算 法不适用于地面静止或速度较慢的目标,因此我们需要在目标初始化状态下完成 所有对象的聚类。类,并通过层次聚类算法的变换来完成多个对象的合理分组。 基于此,仿真实验是基于多目标分层聚类算法的,该算法基于对五个无人机 系统进行跟踪六个目标(包括目标分离,目标组合和进入被遮挡区域的目标)的 数值模拟的结果。已经完成了。分层聚类算法具有一定的适用性,可以平滑解决

无人机操控技术教学计划.doc

玉溪技师学院玉溪工业财贸学校无人机操控技术专业“2+1”教学模式 教学计划 编写人:现代制造工程系审核人:批准人: 2017年 8月 13日 玉溪技师学院

无人机操控技术专业 教学计划 一、培养目标 本专业培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美等 方面全面发展,具备良好的职业道德、较强的职业适应能力以及较好的计算机应用水 平;掌握低空无人机飞行技术,熟练掌握操控低空无人机的维护维修、组装调试及进 行航拍的应用技能;熟练掌握无人机航拍技术, 并能对航拍的图片、视频进行编辑处理。 二、人才培养规格与适应岗位 1、知识结构 (1)具有与本专业相适应的科学文化知识; (2)具有机械工程制图方面的基础知识; (3)掌握以电工基础和电子技术为主的职业理论知识; (4)掌握无人机飞行管理的法律、法规; (5)掌握各类控制电机的专业理论知识与基本控制方法; (6)掌握低空无人机系统和应用技术的基础知识; (7)掌握低空无人机自驾系统的基础知识。 (8)具有一定的摄影知识; (9)掌握图像处理技术; (10)掌握视频处理技术; 2、能力结构 (1)具有一定的工程制图和识图的能力; (2)具有熟练操作和使用常用电工电子仪器、仪表的能力; (3)具有各类低空无人机熟练操控技能; (4)掌握无人机飞行管理的法律、法规; (5)具有低空无人机安装、调试、维护及维修能力; (6)具有操控低空无人机航拍等应用技能; (7)具有航拍设备安装调试、地面站的架设能力; (8)具有对图像、视频处理技术的能力; (9)具有对低空无人机设备、电子设备、产品进行营销、售后服务和技术指导的能力; 3、素质结构 (1)思想道德素质:具有正确的人生观、价值观和良好的职业操守; (2)文化素质:文化基础知识扎实,具有良好的文化素养和人文素质;

无人机行业应用分类

无人机行业应用 随着无人机技术的发展,细分市场领域的需求增长,无人机的应用正展现出越来越丰富的可能性。航拍、植保,替代电力工人巡线等等,无人机的应用越来越广泛,正推动着各个领域的发展。 根据国家权威机构的研究表明,目前民用无人机下游行业应用分类如下: 一、农业方面:农业植保、农作物数据监测 1.用于农业事前预防:农田信息监测 通过对大面积农田、土地进行航拍,从航拍的图片、摄像资料里了解农作物的生长周期,对农田进行全面的有 效监测。 2.用于农业事中监测:农药喷洒 无人机进行农药喷洒可以降低农作物生物灾害,具有高效安全、覆盖疏密程度高、防治成效好、节水节药成本 低等优势。 3.用于农业事后控制:农业保险勘查 当出现大面积自然灾害时,农作物查勘定损工作量极大, 其中最难以界定的就是损失面积问题。无人机通过高分辨 率图像和高精度定位数据获得能力、多种任务的应用拓展

能力的特点可以高效的处理这种工作量极大的任务。通过 航拍查勘获取航拍成果数据、对航拍图片的后期处理与技 术分析,农田保险公司可以准确测定实际受灾面积,进行 农田保险灾害损失勘查,不仅提高了工作效率,更能降低 人为因素导致定损结果的误差。 二、电力石油方面:电力巡线、石油管道巡检 装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的多旋翼无人机,可沿线路进行自主巡航普查,对塔架、绝缘子等可悬停详查,实时传送拍摄影像,监控人员可在电脑上同步收看与操作。而在山洪爆发、地震灾害等紧急情况下,多旋翼无人机可以对线路的潜在危险,诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查,丝毫不受路面状况的影响,既免去攀爬杆塔之苦,又能勘测到人眼的死角,对于迅速恢复供电很有帮助。 无人机在待巡查的石油管道上空沿线飞行,无人机在自动飞行模式下,用内置高清摄像机指向待巡查的石油管道,采集管道详情影像、并通过无线远距离实时回传至地面站。通过3G网络传输功能,还可将无人机视频影像实时传输至石油企业在全球任何地点的手机 终端或指挥中心。夜间可以配置无人机载红外热像仪实现巡线检。

无人机的飞行控制与导航

无人机的飞行控制与导航 形形色色的无人机已经成为未来信息化、网络化战争基础性的作战装备,各国对于无人机系统的发展也不遗余力。然而很多人对于无人机系统及其技术全貌却并不一定有着清晰的了解。航空专家傅前哨将通过一系列文章,向你阐述无人机的相关技术及最新发展。 Q 无人驾驶飞行器系统都有些什么样的装备和设施? A 无人驾驶飞行器的使用需要一套专门的装置和设备。整个系统包括若干架无人驾驶飞机(或其它航空器)、地面控制系统(如遥控站)、地面支援保障设备以及起飞、回收装置等。例如,“猎人”军用无人机系统,共含8架可携带侦察设备的无人机、两个地面控制站、1个任务规划站、4个分离式接收站、1个发射回收装置等。无人驾驶的飞机、直升机、飞艇等主要由机体、动力装置、机载导航定位系统、飞行控制系统、起飞和回收装置以及有效载荷(如侦察设备、电子对抗设备、信息传输设备、机载武器等)组成。无人驾驶飞行器上没有乘员,因此领航员、驾驶员的任务需要由导航定位系统、飞行控制系统、自动驾驶仪等设备来完成。 Q 无人驾驶飞行器的控制方法有几种,各有什么优缺点? A 无人机的飞行控制方式较多,目前采用的主要有线控、有线电遥控、无线电遥控,程控等几种。 所谓线控,就是用手持的钢丝线对动力无人机进行操纵,此法多用于竞技航模。 有线电遥控是一种相对简单,且成本较低的操纵方式。地面站人员通过电缆或光缆将各种控制信号传输给无人机,操纵其飞行和工作,而无人机则通过电缆将侦测到的信息送回地面站。其缺点是受电缆长度,重量的限制,飞行器的航程和升限都不大,活动区域和观察范围较小。 一些小型的,微型的无人侦察机也采用目视遥控的方式进行操纵。这类无人机上大都安装有一部与手持式遥控器配套的小型多通道无线电接收机。机载接收机收到由地面遥控发射机发来的操纵指令后,将控制信号分配给各舵机,由其完成翼面,油门的控制,开启,关闭某些设备,完成对无人机的操纵。 超视距遥控的工作原理是,地面遥控站的人员通过目视、光学设备、雷达系统等,实时获取无人机的姿态,方位,距离,速度、高度等信息,并对其进行跟踪,定位和控制。当发现无人机偏离预定航线,空中姿态出现偏差或需要人为地改变其飞行状况时,地面站发出无线电遥控指令,操纵无人机恢复或调整其飞行轨迹,这种方式可称之为单向无线电遥控。某些无人机上装有机载数据采集与传输系统或专用的前视摄像装置,可通过数传电台或数据链向地面无线电测控站发送无人机自身的飞行数据等,并在地面站计算机上模拟显示出相关的仪表显示、飞机姿态、飞行航迹等。如果通过电视图像传输系统向地面遥控站发送现场的前视图像和座舱图像,地面站的人员还可根据无人机传回的图像和数据,监视、判断它的飞行情况,并通过遥控装置操纵其飞行,这种遥控方式被称为双向无线电遥控。现代无人机有许多机型都采用后一种遥控方式。而美国在20世纪70年代研制的F-15缩比自由飞模型和HiMAT无人驾驶研究机则采用了前一种遥控方式。 采用无线电遥控方式时,无人机的活动半径和飞行自由度主要受机载和地面遥控设备的发射功率、无线电波的传输距离以及飞行器本身性能的限制。受地球曲率、遥控设备发射功率等因素的影响,地面站的作用距离一般较短,往往只能用

多无人机协同任务规划(A题)

2016年全国研究生数学建模竞赛A题 多无人机协同任务规划 无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种具备自主飞行和独立执行任务能力的新型作战平台,不仅能够执行军事侦察、监视、搜索、目标指向等非攻击性任务,而且还能够执行对地攻击和目标轰炸等作战任务。随着无人机技术的快速发展,越来越多的无人机将应用在未来战场。 某无人机作战部队现配属有P01~P07等7个无人机基地,各基地均配备一定数量的FY系列无人机(各基地具体坐标、配备的无人机类型及数量见附件1,位置示意图见附件2)。其中FY-1型无人机主要担任目标侦察和目标指示,FY-2型无人机主要担任通信中继,FY-3型无人机用于对地攻击。FY-1型无人机的巡航飞行速度为200km/h,最长巡航时间为10h,巡航飞行高度为1500m;FY-2型、FY-3型无人机的巡航飞行速度为300km/h,最长巡航时间为8h,巡航飞行高度为5000m。受燃料限制,无人机在飞行过程中尽可能减少转弯、爬升、俯冲等机动动作,一般来说,机动时消耗的燃料是巡航的2~4倍。最小转弯半径70m。 FY-1型无人机可加载S-1、S-2、S-3三种载荷。其中载荷S-1系成像传感器,采用广域搜索模式对目标进行成像,传感器的成像带宽为2km(附件3对成像传感器工作原理提供了一个非常简洁的说明,对性能参数进行了一些限定,若干简化亦有助于本赛题的讨论);载荷S-2系光学传感器,为达到一定的目标识别精度,对地面目标拍照时要求距目标的距离不超过7.5km,可瞬时完成拍照任务;载荷S-3系目标指示器,为制导炸弹提供目标指示时要求距被攻击目标的距离不超过15km。由于各种技术条件的限制,该系列无人机每次只能加载S-1、S-2、S-3三种载荷中的一种。为保证侦察效果,对每一个目标需安排S-1、S-2两种不同载荷各自至少侦察一次,两种不同载荷对同一目标的侦察间隔时间不超过4小时。 为保证执行侦察任务的无人机与地面控制中心的联系,需安排专门的FY-2型无人机担任通信中继任务,通信中继无人机与执行侦察任务的无人机的通信距离限定在50km范围内。通信中继无人机正常工作状态下可随时保持与地面控制中心的通信。 FY-3型无人机可携带6枚D-1或D-2两种型号的炸弹。其中D-1炸弹系某种类型的“灵巧”炸弹,采用抛投方式对地攻击,即投放后炸弹以飞机投弹时的速

一种小型无人机飞控导航系统

一种小型智能化无人机飞控导航系统随着高新技术在武器装备上的广泛应用,无人机的研制正在取得突破性的进展。 世界上最近发生的几次局部战争,凸现出无人机在军事上的实用性。然而,飞控导航系统作为无人机的大脑和神经,在无人机的任务过程中扮演着关键角色。如何设计高可靠和智能化的飞控导航系统,是无人机设计师的终极目标。 目前,国内在起飞重量不超过300kg级的无人机上,飞行控制系统多采用PC104计算机结构或基于单片机两种分立式方案,重量重,体积大,集成化能力差。无人机的飞行控制主要采取两种形式:第一种是采取预先编制的控制程序,来自动控制飞行;第二种是由设置在地面、空中或舰船上的遥控指挥站来指挥。本文要给出了一种基于DSP集成式结构的小型智能型无人机导航飞控设计方案,将两种控制方式进行了有机结合,并已应用于某小型无人机上。经过试验,证明了该方法的可行性,为今后小型化、低成本无人机自动驾驶仪的设计提供了一种新的思路。 1. 系统设计原则 无人机系统应首先具备完整的惯性系统和定位系统,其次应当具有完备的飞行任务管理功能。为了增强飞行控制功能,应当保证不同飞行指令下的多模式的飞行控制能力,以便在人机交互的同时对飞机的稳定进行控制, 进行系统设计时,应当遵循在保证性能的同时尽量减小系统重量和缩小体积,硬件电路设计力求简捷和直接。要求性能与成本兼顾,并保证系统的可靠性。 2. 系统结构介绍 整个无人机系统由GPS/GLONASS接收天线及接收机、机载传感器、无线电接收系统、DSP机载计算机以及执行机构五部分组成。系统功能结构模块如图1所示。 其中GPS/GLONASS接收模块选用微小型接收装置;机载姿态传感器选用贴片式芯片;为了保证自主导航飞行时航向的精度,除了选取航向传感器外,还应用了一个光纤陀螺;无线电接收系统指的是无线电定位及与地面站(GCS)通讯时数据链路的机载接收装置;机载计算机包括3个DSP处理器:GPS接收解码DSP,导航DSP 和飞控DSP;舵机选用Futaba专用舵机。整个飞控导航系统体积仅为180×120×70 mm,总重量不超过1.5kg(包含安装壳体),如图2所示。

无人机操控技术教学计划

玉溪技师学院玉溪工业财贸学校 无人机操控技术专业“2+1”教学模式 教学计划 编写人:现代制造工程系审核人:批准人: 2017年8月13日 -可编辑-

玉溪技师学院 无人机操控技术专业 教学计划 一、培养目标 本专业培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济需要,德、智、体、美等方面全面发展,具备良好的职业道德、较强的职业适应能力以及较好的计算机应用水平;掌握低空无人机飞行技术,熟练掌握操控低空无人机的维护维修、组装调试及进行航拍的应用技能;熟练掌握无人机航拍技术,并能对航拍的图片、视频进行编辑处理。 二、人才培养规格与适应岗位 1、知识结构 (1)具有与本专业相适应的科学文化知识; (2)具有机械工程制图方面的基础知识; (3)掌握以电工基础和电子技术为主的职业理论知识; (4)掌握无人机飞行管理的法律、法规; (5)掌握各类控制电机的专业理论知识与基本控制方法; (6)掌握低空无人机系统和应用技术的基础知识; (7)掌握低空无人机自驾系统的基础知识。 (8)具有一定的摄影知识; (9)掌握图像处理技术; (10)掌握视频处理技术; 2、能力结构 (1)具有一定的工程制图和识图的能力;

(2)具有熟练操作和使用常用电工电子仪器、仪表的能力; (3)具有各类低空无人机熟练操控技能; (4)掌握无人机飞行管理的法律、法规; (5)具有低空无人机安装、调试、维护及维修能力; (6)具有操控低空无人机航拍等应用技能; (7)具有航拍设备安装调试、地面站的架设能力; (8)具有对图像、视频处理技术的能力; (9)具有对低空无人机设备、电子设备、产品进行营销、售后服务和技术指导的能力;3、素质结构 (1)思想道德素质:具有正确的人生观、价值观和良好的职业操守; (2)文化素质:文化基础知识扎实,具有良好的文化素养和人文素质; (3)身心素质:具有健康的体魄和心理状态; (4)业务素质:具有本专业基础理论和应用实践的能力,具有继续学习和再提高的能力,具有开拓意识和创新精神。 适应岗位:无人机组装与维修人员、无人机操控作业人员、图像与视频处理人员、无人机营销与售后服务人员。 三、招生对象与学制 本专业招收初中毕业生或具有同等学历者,学制3年。 四、毕业去向 婚庆公司、报社、电视台、广告、农业植保、公安、消防、边防巡逻、参军入伍(侦察与武装打击)等工作。 五、课程设置及教学要求 (一)、文化基础课程

无人机应用技术论文优秀范文

无人机应用技术论文优秀范文 导读:我根据大家的需要整理了一份关于《无人机应用技术论文优秀范文》的内容,具体内容:随着技术的不断发展,无人机在我国的军事应用方面越来越广泛了,作出了杰出的贡献。下面是我为大家精心推荐的无人机技术论文,希望能对大家有所帮助。无人机技术论文篇一:《试谈无人...随着技术的不断发展,无人机在我国的军事应用方面越来越广泛了,作出了杰出的贡献。下面是我为大家精心推荐的无人机技术论文,希望能对大家有所帮助。 无人机技术论文篇一:《试谈无人机测量技术》 [摘要]文章分析了红外传感原理并自行设计红外传感器应用于无人机姿态测量方向,通过场地实验寻找倾角与电压关系,建立函数模型,进一步坐标变换找出测量信息与姿态角的关系。在红外探头前端放置滤光片有效抑制太阳干扰情况下,进行机载飞行实验,通过与传统IMU测量的姿态信息做比对验证设计的可行性。 [关键词]无人机测量技术 无人机稳定控制和导航的最基本、最核心的参数之一是姿态角。传统姿态测量方法主要是惯性测量系统,但由于其硬件系统设计复杂,成本较高,陀螺仪在长时间工作时还存在累积误差,因此,想低成本地完成无人机自主控制仍旧比较困难考虑到红外温度传感器能感知天空地而间的热辐射 的特点,本文提出一种新型的测量姿态信息的方法,相比传统姿态测量系统,其具有体积小、重量轻、成本低等特点。采用新型的ARMCortex-M3

内核微处理器STM32F103ZET6作为处理单元,使用两对红外温度传感器对飞机的俯仰和横滚信息进行姿态捕获,实验表明:该方法能有效满足一般无人机姿态测量的需求。 一、硬件设计 飞机的稳定性是飞机设计中最为重要的参数,它直接表征飞机在受到扰动后恢复到原始状态的能力。其中,飞机的稳定性包括纵向、横向和航向稳定性,分别反映俯仰、滚转及方向的稳定特性。本文所设计的基于红外传感原理的无人机姿态测量系统是无人机飞行控制系统的重要组成部分之一,主要针对飞机飞行中在纵向和横向稳定性的控制。主要由红外传感器、气压传感器、处理器、执行机构、遥控接收机、电台等部分组成。其中处理器作为数据处理和飞行控制的核心,主要完成采集各只传感器的数据,对数据进行综合处理并解算出飞机的姿态,从而实现对飞机稳定飞行的控制。综合数字信号处理能力和体积大小,选择性价比较高的 STM32F103ZET6型微处理器作为主控模块,可使用其内部A/D转换口接收信息,经计算产生多路PWM信号驱动执行机构,用以调整飞行姿态。传感器单元包括两对红外传感器和气压传感器构成,主要完成对飞行中的姿态和高度信息的采集。地而控制用以稳定飞行中的模式切换和危险保护。 二、红外传感器设计 1、MLX90247型红外线温度传感器 MLX90247型红外线温度传感器是由集成电路组成并且能够检测很小的热量辐射,包括热吸收区(热端)、硅基片(冷端)及外封装组成。基本工作原理类似于普通的热电偶原理,也即吸收红外线能量后输出一个与温度呈

中国各行业无人机应用案例盘点

中国各行业无人机应用案例盘点 【摩天·资讯作者:奇幻森林】 近期关于无人机安全监管问题的讨论异常激烈,我们先抛开这些,来瞧瞧中国各地的无人机行业应用情况。 1、无人机巡查违建 福建晋江: 3月9日,晋江市行政执法局直属中队无人机巡查分队联合永与镇行政 执法中队利用无人机进行高空巡视,对泉厦漳城市联盟路永与段征迁区域进行巡查。执法人员通过无人机,发现了两处疑似违法建筑。以往单靠人工巡查、耗时费力,而现在利用无人机,可在高空进行全景航拍,多角度拍照取证,提高工作效率。 2、高压电塔故障巡线 云南:昭通供电局输电管理所自2014年开始试引入无人机进行故障巡线代替人工登塔,以降低人身高坠风险。通过无人机进行一座基塔的故障巡检只需要10-15分钟,极大缩短巡检耗时,降低了人工巡检风险。2015年开始正式推广3个班组使用无人机巡线替代常规的线路登塔特巡、隐患排查、故障巡视以及常规周期巡视工 作;2016年向输电管理所所有班组以及各县公司配网线路推广无人机巡线应用,并 向无人机清理导地线异物等业务进行拓展。 3、电力检修 四川:省电力检修公司检修中心将以汽油或酒精为原料的喷火装置安装在无人机上,调整无人机的方位来控制喷火距离,利用电子火柴与遥控点火技术点燃易燃物,以将缠绕在线路上的异物烧尽。整个清障过程用时大约只要10分钟,而以往人工作业通常需要2个小时,无人机的这一应用效率提升了12倍,且保障了作业人员的人身安全。

4、森林巡山防火 山东莱山:今年,莱山初家街道为森林专业消防队配备了两台无人机,无人机可以无视地形,快速到达现场并取证,同时也有利于火灾的扑救指挥,为消防队员下一步的行动提供依据;同时,通过无人机巡视与取景,也能节约防火队员的体力、保障防火队员的安全。这让过去需每日走山路、人工巡山的森林消防员轻松不少,同时无人机的应用也提高了山林火灾防控、巡查的强度与密度。 5、水土监管 浙江宁海:近日,宁海县水利局通过无人机、卫星遥感等科技手段拍摄高分辨率遥感影像,并结合人工现场复核的方式进行水土监管。该模式可全方位、多视角、高时效地获取项目区的地表扰动范围、取弃土区状况与各类水土保持措施等重要信息要素,以达到“天地一体、上下协同”的监管目标。该县在对5个大中型生产建设项目进行检查时,共计进行了21架次的无人机飞行,检查出包括主体工程截排水工程修建滞后、道路下边坡大量堆渣缺乏有效防护措施等在内的5个问题。无人机的应用,使得水土监察管理水平与监管效率大幅度提高。 6、环境督查 四川:省环保厅将在不久的将来,全面应用购买的21架无人机进行环境监察执法。以前赶到违法企业取证,一般需要30分钟才能到达,但现在使用无人机,基本上3分钟就能锁定目标,并能及时从高空航拍照片进行取证。 7、场地选址,建设勘察 重庆:近年来,重庆移动网络建设速度快,但受限于网络制式,精准选址越来越重要。然而传统人工勘察方式,效率低,而且实际的基站覆盖效果也可能与规划的效果存在

多无人机协同任务规划方法

收稿日期:2017-03-29 修回日期:2017-05-19 作者简介:王钦钊(1973-),男,山东文登人,博士生导师。研究方向:火控系统、系统仿真。 摘 要:针对多UCAV 协同作战的复杂问题,建立了多无人机任务分配模型,模型在任务规划前进行路径预规 划,增强规划过程的准确性,提出一种基于整数编码的多种群混合遗传算法对问题求解并进行仿真实验。实验结果表明,该算法增强了搜索的有效性,极大地避免了遗传算法容易陷入未成熟收敛的缺陷,保证了寻优过程的收敛性和任务规划效果的最优化。 关键词:无人作战飞机,任务规划,多种群混合遗传算法,路径规划中图分类号:TP391 文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1002-0640.2018.03.019 多无人机协同任务规划方法 王钦钊,程金勇,李小龙(陆军装甲兵学院,北京100072) Method Research on Cooperative Task Planning for Multiple UCAVs WANG Qin-zhao ,CHENG Jin-yong ,LI Xiao-long (Army Academy of Armored Force ,Beijing 100072,China ) Abstract :To solve the complicated problem of multiple UCAVs cooperative combat ,multiple Unmanned Aerial Vehicles task allocation model is established ,route planning should be done before mission planning in order to enhance the accuracy of the planning process.A method based on multi-population hybrid genetic algorithm with integer coding for multiple UCAVs ’cooperation task allocation is designed and the simulation experiment is carried out.The results show that this algorithm has strong effectiveness to solve the problem ,greatly avoids the defect that the genetic algorithm is easy to fall into premature convergence ,which ensures the convergence of the optimization process and the optimization of the task planning effect. Key words : UCAV ,task allocation ,multi-population hybrid genetic algorithm ,route planning 0引言 无人作战飞机(Unmanned Combat Aerial Vehi-cle ,简称UCAV )是一种能完成压制防空、实施对地轰炸与攻击、执行对空作战任务的空中无人作战系 统[1]。与单无人机相比,多无人机协同系统在时间、空间、功能、信息和资源上的分布特性,使其具有更强的工作能力和鲁棒性。任务规划作为多无人机协同的基本问题之一,具有十分重要的地位。作战环境下,由于受到各种因素的约束,多无人机协同任务规划问题是一个约束众多而复杂的NP 问题,在算法的求解上比较困难,尤其是在规模较大时,获得最优解的代价较大,制约了实际战场应用[2],因 此,合理而有效的任务规划方案对于提高多无人机 的作战效能具有至关重要的作用。 目前采用较多的问题模型有多旅行商问题[3-4] (Multiple Traveling Salesman Problem ,MTSP )、车辆调度和路径规划问题模型(Vehicle Routing Problem ,VRP )、混合整数线性规划问题模型(Mixed Integer Linear Programming ,MILP )等。任务分配求解的算法主要有蚁群算法、memetic 算法、基于合同网拍卖算法、差分进化算法等,大部分算法主要针对传统的多旅行商问题进行求解,无法对具有多约束条件的实际问题进行有效的求解。 本文基于多无人机协同作战问题,构建任务分配模型,针对遗传算法容易陷入局部最优和早熟的 文章编号:1002-0640(2018) 03-0086-04Vol.43,No.3Mar ,2018 火力与指挥控制 Fire Control &Command Control 第43卷第3期2018年3月 86··

无人机任务分配综述

无人机任务分配综述 (沈阳航空航天大学自动化学院,沈阳110136)本文摘自《沈阳航空航天大学学报》摘要:任务分配是无人机完成军事任务的重要保证,是任务规划的重要组成部分,一直是无人机作战系统的重要研究课题。首先介绍了无人机任务分配的基本概念,然后分别从集中式分配、分布式分配和分层次分布式分配等研究方法对无人机任务分配进行了综述,最后分析了无人机任务分配的关键技术以及未来的发展趋势,分别从异构多类型无人机的协同任务分配、不确定条件下的任务分配、静态博弈、动态博弈、动态实时任务分配、多要素综合任务分配等方面说明了还需要进一步研究与解决的 关键问题。关键词:任务分配;集中式;分布式;分层次分布式无人机即由自己控制或者地面操作人员操控的无人驾 驶飞机[1-2]。随着科学技术的不断发展,战场形势的日趋严峻,无人机在现代战争中的作战优势越发明显,所以得到越来越多国家军事高层的青睐。任务分配是根据既定的目标把需要完成的任务合理地分派给系统中的组员,达到高效率执行任务、优化无人机系统的目的[3]。目前,学者们的研究重点是多架同构、异构无人机组成的无人机编队协同执行任务[4-12]。在编队中,每架无人机的性质、作用、有效载荷、作战能力等各方面都有差异,满足各种约束的条件下,最大

效率地将全部作战任务合理分配给无人机编队,使系统的各种性能指标尽可能达到极值,发挥无人机编队协同工作效能,这是无人机编队作战系统的重要研究课题。文献[5]探索了对不同种类的目标进行侦察、打击和评估任务时异构无人机的协同任务分配问题。对于侦察与评估任务中所得到的信息量,运用信息论中熵的变化量对其进行度量,把无人机对不同类型目标的打击能力简化为对目标的毁伤概率,同时把每个任务之间的关联性考虑在内,建立了异构多无人机协同任务分配模型。文献[6]归纳和总结了多无人机协同任务规划的国内外研究现状,重点总结了任务分配方法的常见模型和算法,对各种算法的优缺点进行了讨论,得出多智能体的市场机制类算法在空战中将有广泛的应用价值。文献[7]建立了以合同网协议和多智能体系统理论为基础的有人机/无人机编队 MAS(Multi-agent System,MAS)结构和基于投标过程的无人机任务分配模型。文献[8]在无人机协同多任务分配的研究中,运用了基于分工机制的蚁群算法进行求解,并给出了基于作战任务能力评估的问题解构造策略和基于作战任务代价的 状态转移规则,大幅度提升了算法的性能。文献[9]以异构类型多目标多无人机任务分配问题为原型,设计了一种基于时间窗的多无人机联盟组任务分配方法,此算法使用冲突消解机制来防止无人机实时任务分配过程中出现多机资源死锁,其次通过无人机两阶段任务联盟构成算法,组成了任务联盟,

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