電子信息技術(shù)專業(yè)背景下無(wú)人機(jī)社團(tuán)建設(shè)與探索

蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息學(xué)院 施紀(jì)紅 仲小英

1 電子信息技術(shù)與無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)是指不載有操作人員，可以自主飛行或遙控駕駛的飛行器。無(wú)人機(jī)主要有“固定翼無(wú)人機(jī)”“無(wú)人直升機(jī)”“多旋翼無(wú)人機(jī)”三大平臺(tái)。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，加速計(jì)、陀螺儀、地磁傳感器、慣性傳感器的成本和功耗迅速降低，鋰電池、高像素?cái)z像頭的性能急劇提升，GPS、WiFi 等通信芯片的技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的突破；這些技術(shù)的發(fā)展讓多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)入了加快發(fā)展期，讓無(wú)人機(jī)逐步地成為一種生產(chǎn)生活常用的高科技電子產(chǎn)品。

電子信息技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)與傳感器等電子設(shè)備對(duì)數(shù)字、圖像、視頻等信息進(jìn)行獲取、處理、傳輸、使用并儲(chǔ)存的技術(shù)[1]。電子信息技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)上，就好像給無(wú)人機(jī)裝上了大腦，配備了感官。各種傳感器迅速地獲取各種信息，通過(guò)電信號(hào)精確地將信息傳輸?shù)诫娮涌刂菩酒羞M(jìn)行存儲(chǔ)、處理及控制。在電子信息技術(shù)的支持下，多旋翼無(wú)人機(jī)現(xiàn)在廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、氣象、測(cè)繪、物流、攝影、搶險(xiǎn)救災(zāi)等各個(gè)方面。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了極大的人才缺口。本文將闡述如何立足電子信息技術(shù)專業(yè)背景，依托校企合作，在無(wú)人機(jī)社團(tuán)中開(kāi)設(shè)分段遞進(jìn)式培訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)無(wú)人機(jī)人才的一些建議。

2 無(wú)人機(jī)社團(tuán)活動(dòng)的原則

2.1 以興趣為抓手，分段、遞進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生

很多學(xué)生加入無(wú)人機(jī)社團(tuán)的原因就是認(rèn)為“無(wú)人機(jī)是高科技”，“無(wú)人機(jī)能夠航拍”；他們的興趣就是“操控- 飛行”。無(wú)人機(jī)社團(tuán)就抓住這點(diǎn)，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從激發(fā)學(xué)生興趣出發(fā)，設(shè)置無(wú)人機(jī)操控模塊。在這個(gè)基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生利用自己已經(jīng)掌握的電子信息技術(shù)知識(shí)和技能，通過(guò)開(kāi)設(shè)無(wú)人機(jī)電路原理，無(wú)人機(jī)裝配、調(diào)試、維修等技術(shù)模塊，分段、遞進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生的無(wú)人機(jī)綜合能力。

2.2 校企合作，將興趣變成職業(yè)

無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶來(lái)了巨大的人才缺口，僅在本地區(qū)（縣級(jí)市），就有近10 家無(wú)人機(jī)企業(yè)；無(wú)人機(jī)操作手、無(wú)人機(jī)裝配、維修人員的缺口就在百人以上。既是自己的興趣，又能應(yīng)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，將興趣和自己的職業(yè)結(jié)合，是就業(yè)的最高層次。無(wú)人機(jī)社團(tuán)以此為契機(jī)，與企業(yè)合作，根據(jù)企業(yè)需要，引入企業(yè)設(shè)備和技術(shù)，聘請(qǐng)企業(yè)工程師進(jìn)行針對(duì)性教與學(xué)，最大可能實(shí)現(xiàn)從興趣到就業(yè)的無(wú)縫對(duì)接。

2.3 法律法規(guī)先行，規(guī)范飛行

無(wú)人機(jī)飛行是一把雙刃劍，它在給人類來(lái)帶來(lái)諸多便利的同時(shí)，如果使用不當(dāng)也會(huì)帶來(lái)很多危害。例如在禁飛區(qū)飛行會(huì)給大飛機(jī)造成干擾；如果被不法分子利用攜帶危險(xiǎn)物品，將會(huì)造成巨大的社會(huì)公共安全危害。如果無(wú)人機(jī)對(duì)私人領(lǐng)地、軍事進(jìn)行偵查偷拍，窺探隱私，將會(huì)對(duì)國(guó)家、社會(huì)、個(gè)人造成極壞的影響。所以無(wú)人機(jī)相關(guān)法律法規(guī)的學(xué)習(xí)是真正飛行前必不可少的環(huán)節(jié)。2016 年6 月，民航局出臺(tái)了《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定》，強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步維護(hù)輕小型無(wú)人機(jī)的飛行秩序，確保運(yùn)行安全。這是第一部和無(wú)人機(jī)相關(guān)的法律。對(duì)法律的遵守，對(duì)無(wú)人機(jī)行業(yè)和無(wú)人機(jī)用戶有效監(jiān)管，是減少無(wú)人機(jī)安全事故和隱患的保障。

3 無(wú)人機(jī)社團(tuán)分段、遞進(jìn)式活動(dòng)的安排

3.1 初階活動(dòng)，無(wú)人機(jī)模擬操控訓(xùn)練

“飛”是學(xué)生加入社團(tuán)的第一夢(mèng)想。但是無(wú)人機(jī)畢竟是一種價(jià)格較貴的設(shè)備，一旦炸機(jī)，損失很大。所以在真機(jī)操控之前開(kāi)設(shè)的是無(wú)人機(jī)模擬操控的訓(xùn)練。這樣不僅可以降低培訓(xùn)成本，而且可以讓更多的學(xué)生進(jìn)行操練。

無(wú)人機(jī)真實(shí)操控是通過(guò)遙控器控制真實(shí)的無(wú)人機(jī)；無(wú)人機(jī)模擬操控是使用遙控器去控制計(jì)算機(jī)模擬無(wú)人機(jī)的飛行，這其實(shí)就是一個(gè)帶手柄的飛行游戲。它實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有真機(jī)的情況下，以最低成本，幫助學(xué)生快速學(xué)會(huì)無(wú)人機(jī)操控技巧。雖然各個(gè)廠商的遙控器都不一樣，但是只要掌握了其中的一種，其他型號(hào)無(wú)人機(jī)也可以很快學(xué)會(huì)。

無(wú)人機(jī)模擬操控訓(xùn)練系統(tǒng)是一個(gè)三維漫游全景的仿真訓(xùn)練平臺(tái)，社團(tuán)成員可以在該平臺(tái)上進(jìn)行各種模擬訓(xùn)練。學(xué)生的訓(xùn)練軌跡實(shí)時(shí)記錄。老師和同學(xué)可以通過(guò)回放進(jìn)行訓(xùn)練效果的評(píng)判?；胤殴δ芸梢曰仡櫭總€(gè)操作步驟，精準(zhǔn)地找到操作中的失誤點(diǎn)，讓學(xué)生快速掌握操作要點(diǎn)，極大地提高訓(xùn)練的效果。

3.2 中級(jí)階段，無(wú)人機(jī)操控訓(xùn)練

通過(guò)飛行模擬練習(xí)后，學(xué)生在實(shí)際無(wú)人機(jī)操作中，能夠更快更好上手。目前團(tuán)隊(duì)中主要操作的是家用小型四旋翼無(wú)人機(jī)。社團(tuán)主要在操場(chǎng)等空曠場(chǎng)地進(jìn)行訓(xùn)練。社團(tuán)將無(wú)人機(jī)操作分成了3個(gè)層次，開(kāi)展培訓(xùn)。初級(jí)操作包括“垂直上升、懸停、下降”、四位懸停、自轉(zhuǎn)、垂直矩形、垂直三角；中級(jí)階段包括：盤旋、水平8字、十米高度水平直線、45 度下降著陸、迎風(fēng)直線、順風(fēng)直線等；高級(jí)階段包括M字帶旋轉(zhuǎn)，姜字帶旋轉(zhuǎn)，圓形帶自轉(zhuǎn)。螺旋上升、急停著陸等。

在一個(gè)階段的學(xué)習(xí)操練后，達(dá)到訓(xùn)練要求的同學(xué)才能晉升到高一階段的學(xué)習(xí)操練中。在社團(tuán)成員中經(jīng)常開(kāi)展對(duì)抗性比賽，促進(jìn)學(xué)生操控技巧的提升。推薦技術(shù)好的學(xué)生參加校內(nèi)各類活動(dòng)的航拍任務(wù)。這些方法在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，一步步提升了他們的操作技能。

3.3 高級(jí)階段，無(wú)人機(jī)裝配與調(diào)試

為了將興趣變成職業(yè)，社團(tuán)成員不僅要會(huì)操控?zé)o人機(jī)，更要能夠裝配、調(diào)試無(wú)人機(jī)。在社團(tuán)中先通過(guò)圖片、動(dòng)畫和視頻等多媒體資源，講解無(wú)人機(jī)原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的組裝、調(diào)試、維修工作打下理論基礎(chǔ)。

社團(tuán)統(tǒng)一購(gòu)買各類無(wú)人機(jī)散件。通過(guò)焊接、裝配、調(diào)試家用無(wú)人機(jī)散件，讓學(xué)生在實(shí)踐中真正掌握無(wú)人機(jī)的裝配和調(diào)試，讓學(xué)生對(duì)無(wú)人機(jī)的操控原則理解得更加深刻。

根據(jù)企業(yè)需求，我們將理論好、操控好的學(xué)生推薦到企業(yè)實(shí)踐。企業(yè)的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、多樣的無(wú)人機(jī)類型、企業(yè)的實(shí)戰(zhàn)任務(wù)能極大地豐富學(xué)生的操控經(jīng)驗(yàn)和技能。因?yàn)榍捌诘木毩?xí)，學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐中也能夠很快上手。推薦的大部分學(xué)生畢業(yè)后就留在了無(wú)人機(jī)企業(yè)實(shí)習(xí)和工作[2]。

3.4 拓展階段，無(wú)人機(jī)駕駛證的考取

通前面三個(gè)階段的學(xué)習(xí)，部分社團(tuán)成員已經(jīng)熟悉了多旋翼飛行器的構(gòu)造及原理，能夠熟練使用主流無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)姿態(tài)模式下空中懸停、軌跡飛行等操作；了解無(wú)人機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)，能夠處理無(wú)人機(jī)常見(jiàn)故障；了解無(wú)人飛行器基本知識(shí)及相關(guān)法律法規(guī)，掌握飛行準(zhǔn)備的規(guī)范流程。這些學(xué)生我們會(huì)推薦到相關(guān)機(jī)構(gòu)參加集訓(xùn)，然后參加無(wú)人機(jī)駕駛員考試，取得無(wú)人機(jī)駕駛證。該證書將有助于學(xué)生就業(yè)。

4 總結(jié)

根據(jù)無(wú)人機(jī)行業(yè)的形勢(shì)發(fā)展，很多企業(yè)愿意通過(guò)建設(shè)無(wú)人機(jī)實(shí)訓(xùn)室、捐贈(zèng)無(wú)人機(jī)、設(shè)立無(wú)人機(jī)定向班等校企合作的方式去培養(yǎng)滿足本企業(yè)需求的專業(yè)無(wú)人機(jī)人才。據(jù)此很多高職院校緊隨潮流開(kāi)設(shè)了無(wú)人機(jī)課程，或者在相關(guān)專業(yè)中開(kāi)設(shè)了無(wú)人機(jī)方向，或者成立了無(wú)人機(jī)社團(tuán)。本文認(rèn)為在開(kāi)設(shè)無(wú)人機(jī)專業(yè)條件不成熟的情況下，電子信息專業(yè)學(xué)生可以通過(guò)開(kāi)設(shè)專業(yè)社團(tuán)的方式，抓住該機(jī)遇，探索無(wú)人課程體系的搭建，邁開(kāi)無(wú)人機(jī)人才培養(yǎng)的第一步，為社會(huì)、企業(yè)提供優(yōu)秀、高端的實(shí)用型人才[3]。