第15課

無(wú)人機(jī)創(chuàng)意飛行年級(jí)：九年級(jí)學(xué)科：中學(xué)信息科技（浙教版）飛行路線圖示1飛行路線圖示2完成一次單機(jī)飛行，一般步驟是什么？起點(diǎn)/終點(diǎn)起點(diǎn)/終點(diǎn)飛行路線圖示1飛行路線圖示2問(wèn)題分析算法設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)飛行調(diào)試優(yōu)化完成一次單機(jī)飛行，一般步驟是什么？起點(diǎn)/終點(diǎn)起點(diǎn)/終點(diǎn)上節(jié)課本節(jié)課單機(jī)飛行編隊(duì)飛行

生活中，我們經(jīng)?？吹进澴?、大雁、蜜蜂等群體飛行，它們通過(guò)彼此間的信息交流，自發(fā)地形成有規(guī)律的飛行編隊(duì)。借鑒生物群體交流信息和協(xié)調(diào)集體行動(dòng)的方式，并將這樣的智慧應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的編隊(duì)飛行中，以?xún)?yōu)化其飛行模式。課堂活動(dòng)一：觀看無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行視頻，根據(jù)示例，寫(xiě)出編隊(duì)飛行流程。飛行效果規(guī)劃飛行示例：

①無(wú)人機(jī)起飛

②無(wú)人機(jī)朝起點(diǎn)飛去

③到達(dá)起點(diǎn)

④完成方形路線

⑤無(wú)人機(jī)飛離終點(diǎn)

⑥無(wú)人機(jī)降落見(jiàn)視頻①

②

③

④

……課堂活動(dòng)一：觀看無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行視頻，根據(jù)示例，寫(xiě)出編隊(duì)飛行流程。飛行效果規(guī)劃飛行示例：

①無(wú)人機(jī)起飛

②無(wú)人機(jī)朝起點(diǎn)飛去

③到達(dá)起點(diǎn)

④完成方形路線

⑤無(wú)人機(jī)飛離終點(diǎn)

⑥無(wú)人機(jī)降落見(jiàn)視頻課堂活動(dòng)一：無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行流程生：①

所有無(wú)人機(jī)起飛②

所有無(wú)人機(jī)飛向空中表演的區(qū)域③

到達(dá)該區(qū)域④

無(wú)人機(jī)各種變換隊(duì)形和顏色，完成表演⑤

所有無(wú)人機(jī)飛離表演區(qū)域⑥

所有無(wú)人機(jī)降落編隊(duì)集結(jié)編隊(duì)形成編隊(duì)解散編隊(duì)保持編隊(duì)重構(gòu)編隊(duì)朝任務(wù)區(qū)飛行編隊(duì)返回編隊(duì)朝任務(wù)區(qū)飛行過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整隊(duì)形編隊(duì)進(jìn)入任務(wù)區(qū)執(zhí)行任務(wù)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整隊(duì)形課堂活動(dòng)二：無(wú)人機(jī)編隊(duì)實(shí)踐——雙星環(huán)繞在宇宙中，有一些恒星不像太陽(yáng)一樣“孤獨(dú)”地運(yùn)轉(zhuǎn)，而是有另一顆恒星相伴，兩顆恒星互相環(huán)繞運(yùn)轉(zhuǎn)，在天文學(xué)中叫作“雙星系統(tǒng)”，請(qǐng)嘗試用無(wú)人機(jī)模擬質(zhì)量相同的兩顆恒星互相環(huán)繞飛行以實(shí)現(xiàn)“雙星環(huán)繞”效果。實(shí)施項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容提示場(chǎng)地搭建構(gòu)建一個(gè)面積不小于4m×4m的試飛場(chǎng)地場(chǎng)地盡可能空曠程序設(shè)計(jì)可以參照設(shè)計(jì)的流程圖進(jìn)行程序編寫(xiě)設(shè)置編程模塊參數(shù)時(shí)要考慮可能產(chǎn)生的誤差調(diào)試采取逐段編程調(diào)試的方法進(jìn)行調(diào)試，以提高調(diào)試效率運(yùn)行程序時(shí)要選擇空曠的場(chǎng)地，避免發(fā)生碰撞“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（問(wèn)題分析）飛行效果示意圖

規(guī)劃飛行（請(qǐng)標(biāo)注機(jī)頭方向并畫(huà)出示意圖）①兩架無(wú)人機(jī)相對(duì)擺放，無(wú)人機(jī)1起飛前機(jī)頭朝向___（前/后/左/右）；無(wú)人機(jī)2起飛前機(jī)頭朝向___（前/后/左/右），并保持___厘米的距離。

②兩架無(wú)人機(jī)起飛時(shí)間___（有先后/同時(shí)）。

③設(shè)置1、2無(wú)人機(jī)編隊(duì)環(huán)繞參數(shù)，雙星環(huán)繞圈的半徑為_(kāi)__，雙星環(huán)繞圈的次數(shù)為_(kāi)__。

④兩架無(wú)人機(jī)降落到起始位置。開(kāi)始結(jié)束兩架無(wú)人機(jī)編隊(duì)初始化編隊(duì)動(dòng)作序列

編隊(duì)降落編隊(duì)起飛

n≤10？是否n←n+1n：圈數(shù)以無(wú)人機(jī)模擬“雙星環(huán)繞”效果環(huán)繞10圈為例，設(shè)計(jì)流程圖。開(kāi)始結(jié)束兩架無(wú)人機(jī)編隊(duì)初始化編隊(duì)動(dòng)作序列

編隊(duì)降落編隊(duì)起飛

n>10？否是n←n+1“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（算法設(shè)計(jì)）請(qǐng)你嘗試用自己的設(shè)備編寫(xiě)”雙星環(huán)繞“多圈的程序?！半p星環(huán)繞”單圈程序參考“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（編程實(shí)現(xiàn)）請(qǐng)你嘗試用自己的設(shè)備編寫(xiě)”雙星環(huán)繞“多圈的程序。“雙星環(huán)繞”單圈程序參考“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（編程實(shí)現(xiàn)）“雙星環(huán)繞”10圈程序參考1.無(wú)人機(jī)飛行前后請(qǐng)記得安全檢查、飛行過(guò)程中注意觀察，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析記錄。2.思考：無(wú)人機(jī)編隊(duì)飛行中需要用到哪些關(guān)鍵技術(shù)？“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（飛行調(diào)試）飛行測(cè)試是否按照預(yù)設(shè)飛行分析原因解決辦法第1次飛行是□

否□第2次飛行是□

否□第3次飛行是□

否□

關(guān)鍵技術(shù)“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（飛行調(diào)試）“雙星環(huán)繞”實(shí)踐（飛行調(diào)試）通信技術(shù)實(shí)時(shí)通信、編隊(duì)通訊可以通過(guò)無(wú)線電、紅外線、激光等方式進(jìn)行。集群控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛行的協(xié)調(diào)性和同步性。集群控制技術(shù)包括領(lǐng)航、跟隨、協(xié)同等多個(gè)方面。自主導(dǎo)航技術(shù)自主調(diào)整、自主導(dǎo)航技術(shù)涉及傳感器、導(dǎo)航算法、控制器等防碰撞技術(shù)編隊(duì)飛行過(guò)程中，無(wú)人機(jī)之間需要保持一定的間距和速度，避免發(fā)生碰撞。確保飛行的安全性和穩(wěn)定性任務(wù)規(guī)劃技術(shù)對(duì)不同的任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃和優(yōu)化，以滿(mǎn)足不同的需求。任務(wù)規(guī)劃技術(shù)包括路徑規(guī)劃、任務(wù)分配、資源調(diào)度等多個(gè)方面。編隊(duì)飛行基礎(chǔ)7月14日來(lái)自中國(guó)的1100架無(wú)人機(jī)照亮了巴黎的夜空。編隊(duì)飛行的應(yīng)用小結(jié)無(wú)人機(jī)創(chuàng)意飛行編隊(duì)飛行流程：編隊(duì)集結(jié)、編隊(duì)保持、編隊(duì)重構(gòu)“雙星環(huán)繞”飛行實(shí)踐：?jiǎn)栴}分析、算法設(shè)計(jì)、編程實(shí)現(xiàn)、飛行調(diào)試編隊(duì)飛行的關(guān)鍵技術(shù)：通信、自主導(dǎo)航、集群控制、防碰撞、任務(wù)規(guī)劃編隊(duì)飛行的應(yīng)用：編隊(duì)表演、……編隊(duì)飛行的其他應(yīng)用搜索救援農(nóng)業(yè)未來(lái)交通軍事請(qǐng)同學(xué)們用自己手中的設(shè)備進(jìn)行無(wú)人機(jī)編隊(duì)創(chuàng)意實(shí)踐。課后作業(yè)在無(wú)人機(jī)編隊(duì)表演中，若動(dòng)態(tài)調(diào)整隊(duì)形后，至少停留多少時(shí)間才能使編隊(duì)呈現(xiàn)最佳視覺(jué)效果?評(píng)價(jià)維度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)秀（★★★）良好（★★）需努力（★）自評(píng)互評(píng)師評(píng)方案創(chuàng)意能通過(guò)富有創(chuàng)意的方案完成編隊(duì)飛行表演；有多個(gè)不同的造型，每個(gè)造型富有特色，有較好的寓意。能設(shè)計(jì)較有創(chuàng)意的方案完成編隊(duì)飛行表演；有不同的造型，造型有一定寓意。飛行方案略顯單一，造型設(shè)計(jì)重復(fù)，個(gè)別造型沒(méi)有寓意。規(guī)劃合理考慮了無(wú)人機(jī)的飛行能力和現(xiàn)實(shí)操作的限制，在技術(shù)上可行?？紤]了無(wú)人機(jī)的飛行能力和現(xiàn)實(shí)操作的限制，在技術(shù)上基本可行。沒(méi)有考慮實(shí)際情況，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大。創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)意能夠較好地契合主題。方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)意能基本契合主題。方案設(shè)計(jì)的創(chuàng)意與主題