第6課農(nóng)場(chǎng)主的委托—固定路線巡航

一名農(nóng)場(chǎng)主到無(wú)人機(jī)大隊(duì)尋求幫助：每次施肥都需要去農(nóng)田里忙活大半天，太累了！小志提出可以讓無(wú)人機(jī)進(jìn)行定時(shí)空中施肥，既能減輕農(nóng)場(chǎng)主的身體負(fù)擔(dān)，還能保證準(zhǔn)時(shí)施肥。農(nóng)場(chǎng)主高興地接受了小志的提議，并將任務(wù)委托給了小志和特洛。小志與特洛得抓緊訓(xùn)練，完成農(nóng)場(chǎng)主的委托。如何讓特洛完成固定路線巡航和定時(shí)起降呢？一起開(kāi)始學(xué)習(xí)吧！評(píng)價(jià)分享目錄CONTENTS課后回顧理論知識(shí)項(xiàng)目實(shí)操理論知識(shí)認(rèn)識(shí)挑戰(zhàn)卡

挑戰(zhàn)卡是配合特洛進(jìn)行編程的配件產(chǎn)品：通過(guò)無(wú)人機(jī)的視覺(jué)傳感器探測(cè)到不同挑戰(zhàn)卡的ID，執(zhí)行相應(yīng)的編程命令。由于特洛暫時(shí)不具備GPS定位功能，而僅通過(guò)其他輔助傳感器并不能完全保證它在自主飛行中達(dá)成精確的航線，所以需要在航線途中設(shè)置挑戰(zhàn)卡以幫助特洛進(jìn)行航線校準(zhǔn)，以精準(zhǔn)地完成長(zhǎng)航線任務(wù)。認(rèn)識(shí)挑戰(zhàn)卡它標(biāo)配4卡，正、反面為不同圖案，共有8個(gè)ID。挑戰(zhàn)卡背景采用星空布局，圖案有小火箭、挑戰(zhàn)卡ID、星球三部分組成。每個(gè)挑戰(zhàn)卡上的小火箭指示該挑戰(zhàn)卡坐標(biāo)系中X軸正方向。每個(gè)挑戰(zhàn)卡上有10個(gè)星球，不同ID的挑戰(zhàn)卡上的星球排列不同，特洛通過(guò)識(shí)別星球排列來(lái)識(shí)別挑戰(zhàn)卡ID和自己在該挑戰(zhàn)卡坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。小火箭挑戰(zhàn)卡ID星球Z軸Y軸X軸特洛識(shí)別挑戰(zhàn)卡的原理——圖像識(shí)別

圖像識(shí)別，是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象的技術(shù)，是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的一種實(shí)踐應(yīng)用。特洛識(shí)別挑戰(zhàn)卡是通過(guò)特洛機(jī)身下方的灰度攝像機(jī)識(shí)別挑戰(zhàn)卡的圖像信息，特洛采集到不同挑戰(zhàn)卡的圖像后，經(jīng)過(guò)預(yù)處理，提取挑戰(zhàn)卡的特征，識(shí)別出不同挑戰(zhàn)卡的ID，執(zhí)行相應(yīng)的編程命令。挑戰(zhàn)卡絕對(duì)坐標(biāo)系挑戰(zhàn)卡并不僅作為一塊標(biāo)志盤(pán)，在航線途中輔助引導(dǎo)無(wú)人機(jī)。同時(shí)挑戰(zhàn)卡本身也可以作為一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)系。（坐標(biāo)系符合右手原則，手心向內(nèi)，手背向外，右手四指并攏，大拇指垂直于四指，大拇指與挑戰(zhàn)卡火箭頭方向一致，則大拇指方向?yàn)閄軸方向，四指方向?yàn)閅軸方向。）在挑戰(zhàn)卡絕對(duì)坐標(biāo)系（所有坐標(biāo)全部基于一個(gè)固定原點(diǎn)的坐標(biāo)系）內(nèi)，坐標(biāo)原點(diǎn)即X/Y/Z三軸交匯點(diǎn)，定義：X=0，Y=0，Z=0。Z軸表示高度，Z為0表示坐標(biāo)點(diǎn)在“挑戰(zhàn)盤(pán)”平面之內(nèi)。

挑戰(zhàn)卡識(shí)別范圍挑戰(zhàn)卡可識(shí)別高度范圍：0.3—1.2m。0.3m高度可識(shí)別范圍：0.4m*0.4m。1.2m高度可識(shí)別范圍：1m*1m。挑戰(zhàn)卡使用環(huán)境避免在黑色地面使用，否則特洛可能無(wú)法識(shí)別挑戰(zhàn)卡。使用時(shí)要保證環(huán)境光線適中，黑暗和過(guò)曝的環(huán)境都會(huì)影響挑戰(zhàn)卡的識(shí)別。無(wú)人機(jī)無(wú)頭模式

無(wú)頭模式是指無(wú)人機(jī)在飛行的過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)的前后左右以地理坐標(biāo)系為參考坐標(biāo)系。本課中特洛運(yùn)行是以它起飛時(shí)頭指示的方向?yàn)榍?，運(yùn)行的前后左右是挑戰(zhàn)卡的絕對(duì)坐標(biāo)系方向。無(wú)頭模式時(shí)操控手盡量不要旋轉(zhuǎn)，否則會(huì)容運(yùn)行的前后左右。

項(xiàng)目實(shí)操任務(wù)一：巡航施肥同學(xué)們認(rèn)識(shí)和了解了挑戰(zhàn)卡，接下來(lái)和小志一起來(lái)完成幫助農(nóng)場(chǎng)主實(shí)現(xiàn)固定線路巡航施肥和定時(shí)起降的任務(wù)的任務(wù)吧！任務(wù)一：巡航施肥實(shí)現(xiàn)效果：通過(guò)編程和挑戰(zhàn)卡設(shè)計(jì)程序，固定線路巡航飛行一次即可向2片農(nóng)田成功施肥。任務(wù)一：巡航施肥Setp1運(yùn)用上節(jié)課所學(xué)知識(shí)開(kāi)啟特洛無(wú)人機(jī)與電腦連接，打開(kāi)Mind+軟件，指令區(qū)中找到“事件”和“功能模塊”命令，將“”和“”積木塊拖至腳本區(qū)設(shè)置起飛命令。由于采用了挑戰(zhàn)卡，需要在指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”積木塊拖至腳本區(qū)與起飛命令拼接，并等待3秒。（為了保證飛行更穩(wěn)定，執(zhí)行下個(gè)動(dòng)作前建議等待3秒）。任務(wù)一：巡航施肥Setp2指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”和“”積木塊拖至腳本區(qū)，與Step1積木塊進(jìn)行拼接，設(shè)置往前飛行100cm，并等待3秒。任務(wù)一：巡航施肥Setp3編寫(xiě)特洛找到挑戰(zhàn)卡1后自動(dòng)識(shí)別的程序。指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”飛往挑戰(zhàn)卡積木塊拖至腳本區(qū)，與前兩個(gè)步驟積木塊進(jìn)行拼接。將X和Y值修改為“0”，Z值不變，Mid下拉菜單選擇“挑戰(zhàn)卡1”，表示特洛在識(shí)別到“挑戰(zhàn)卡1”后，某著名企業(yè)到卡片正中心。保證特洛絕對(duì)坐標(biāo)位于“挑戰(zhàn)卡1”中心上方80cm處保持懸停，并等待3秒。任務(wù)一：巡航施肥Setp4編寫(xiě)特洛從挑戰(zhàn)卡1飛到挑戰(zhàn)卡2的程序，同時(shí)特洛自動(dòng)將機(jī)頭調(diào)整和挑戰(zhàn)卡2小火箭方向(X軸正方向)保持一致，并設(shè)置沿X軸方向飛行100cm。指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”飛往挑戰(zhàn)卡積木塊拖至腳本區(qū)，與前三個(gè)步驟積木塊進(jìn)行拼接，將X值、Y值和Z值不變，Mid1下拉菜單選擇“挑戰(zhàn)卡1”，Mid2下拉菜單選擇“挑戰(zhàn)卡2”，以保證特洛絕對(duì)坐標(biāo)位于“挑戰(zhàn)卡2”中心上方80cm處保持懸停，并等待3秒。任務(wù)一：巡航施肥Setp5指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”積木塊拖至腳本區(qū)，與前四個(gè)步驟積木塊進(jìn)行拼接，將X值改為“100”，Y值改為“0”，Z值保持不變，Mid下拉菜單選擇“挑戰(zhàn)卡2”,并等待3秒。任務(wù)一：巡航施肥Setp6指令區(qū)中找到“功能模塊”命令，將“”積木塊拖至腳本區(qū)，依次與前五個(gè)步驟積木塊進(jìn)行拼接。完成全套程序指令編寫(xiě)。快去驗(yàn)證一下吧！特洛返回降落點(diǎn)。任務(wù)一：巡航施肥現(xiàn)在，請(qǐng)同學(xué)們將無(wú)人機(jī)放置空曠和光線適當(dāng)區(qū)域，看看特洛通過(guò)挑戰(zhàn)卡能否成功完成固定線路巡航飛行一次即可向2片農(nóng)田施肥一次即可飛行任務(wù)吧！你們成功了嗎？農(nóng)場(chǎng)主非常感激小志與特洛幫他解決了施肥的問(wèn)題，效率被大大提高了！但農(nóng)場(chǎng)主還遇到過(guò)有人偷盜糧食，需要定時(shí)巡視。小志表示：?jiǎn)栴}不難解決，交給他和特洛了。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航通過(guò)編程語(yǔ)言和特洛對(duì)話，讓特洛自動(dòng)在倒計(jì)時(shí)之后執(zhí)行定時(shí)巡航任務(wù)。小志帶著特洛開(kāi)始了程序指令編寫(xiě)，以實(shí)現(xiàn)效果：倒計(jì)時(shí)60秒后，無(wú)人機(jī)定時(shí)起飛進(jìn)行農(nóng)場(chǎng)巡航后并安全降落。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航Step1指令區(qū)中找到“變令”命令，點(diǎn)擊“”，在變量欄建立變量“倒計(jì)時(shí)”并確定。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航Setp2將“變量”命令中“”積木塊拖至腳本區(qū)，置于“”積木塊之后，并將倒計(jì)時(shí)的值設(shè)為60。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航Setp3指令區(qū)中找到“控制”命令，將“”積木塊拖至腳本區(qū)，置于Step2積木塊之后，并將重復(fù)執(zhí)行的次數(shù)改為60。Setp4設(shè)定每隔1秒，倒計(jì)時(shí)減1。指令區(qū)中找到“控制”和“變量”命令，分別將“”和“”積木塊拖至腳本區(qū)進(jìn)行拼接，同時(shí)嵌入到“”積木塊中，并將倒計(jì)時(shí)值修改為“-1”。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航Setp5指令區(qū)中找到“外觀”和“變量”命令，將“”積木塊嵌入到“”積木塊中，然后再整體嵌套到Step3積木塊中。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航Setp6將任務(wù)一的全套程序，拼接到上述程序之后，完成任務(wù)二全套程序指令編寫(xiě)。任務(wù)二：農(nóng)場(chǎng)定時(shí)巡航知識(shí)點(diǎn)像上面這樣新建變量的主要作用是用來(lái)存儲(chǔ)信息，然后在計(jì)算機(jī)程序中使用這些信息。變量來(lái)源于數(shù)學(xué)，是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中能儲(chǔ)存計(jì)算結(jié)果或能表示值抽象概念，是可以可以被改變的數(shù)據(jù)。我們可以把變量看作是個(gè)盒子，可以將鑰匙、手機(jī)、飲料等物品存放在這個(gè)盒子中，也可以在這個(gè)變量盒子里換成我們想存放的新物品。復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)像任務(wù)二中重復(fù)執(zhí)行多次的邏輯方式，在編程中叫做循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)是指在程序中需要反復(fù)執(zhí)行某個(gè)任務(wù)或者功能而設(shè)置的一種邏輯結(jié)構(gòu)。任務(wù)三：籃球場(chǎng)定時(shí)巡邏請(qǐng)同學(xué)們每?jī)蓚€(gè)小組合作，分別利用四卡完成籃球場(chǎng)邊界巡邏程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)倒計(jì)時(shí)30秒后，開(kāi)始自動(dòng)起飛巡邏籃球場(chǎng)后安全降落。任務(wù)三：籃球場(chǎng)定時(shí)巡邏提示：找到一塊矩形空地，模擬籃球場(chǎng)即可，長(zhǎng)150cm，寬100cm。八卡小火箭方向箭頭可按順時(shí)針擺放。兩個(gè)小組合作完成巡航任務(wù)。降落點(diǎn)起飛點(diǎn)

100cm降落點(diǎn)150cmJiangluo

挑戰(zhàn)卡1

挑戰(zhàn)卡3

挑戰(zhàn)卡5

挑戰(zhàn)卡7

起飛點(diǎn)

挑戰(zhàn)卡2

挑戰(zhàn)卡4

挑戰(zhàn)卡6

挑戰(zhàn)卡8

特洛①特洛①任務(wù)三：籃球場(chǎng)定時(shí)巡邏特洛①任務(wù)三：籃球場(chǎng)定時(shí)巡邏特洛②評(píng)價(jià)分享1.邀請(qǐng)滿完成固定航線巡航的同學(xué)分享和展示飛行自己技巧。2.在評(píng)價(jià)表格中圈出符合自己表現(xiàn)的笑臉，笑臉越大，表示表現(xiàn)得越