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《无人机操控技术》教学设计
课题
6.1无人机外场飞行八面悬停训练
授课时间
6课时
教学
目标
知识目标：
1.理解无人机在八个方向（东、南、西、北、东南、东北、西南、西北）悬停时的姿态调整逻辑。
2.掌握不同风向下无人机悬停的修正原理（如逆风需补油门、顺风需降高度）。
能力目标：
1.能在8个方向稳定悬停，位置偏差≤0.5米，高度波动≤±0.3米。
2.快速切换悬停方向，转向时间≤3秒且轨迹平滑。
素养目标：
1.培养对无人机姿态的立体空间感知能力。
2.强化抗干扰意识，适应复杂环境（如阵风、视觉参照物缺失）。
重点
方向切换的摇杆协调：横滚（Roll）、俯仰（Pitch）、偏航（Yaw）复合操作。
难点
快速转向稳定性：切换方向时避免“过冲”或“振荡”。
教学内容
教学过程
一、飞行准备阶段（80分钟）
飞行准备
（1）场地准备
①选择晴朗、少风的日间；②选择开阔、平坦的地面；③绘制悬停练习所需的训练场地；④检查环境是否安全。
（2）软件准备
无人机模拟器（如凤凰模拟器）用于前期虚拟训练。
（3）硬件准备
检查无人机外观、紧固件、连接线、电量、信号等。
二、理实互联阶段（160分钟）
新知
学习
【新知学习一】八面悬停及16方位图的概念
1.八面悬停
八面悬停是指无人机在一定高度上均分8个方位自旋360°的分解动作。以无人机操控者所面对的方向为基准，无人机起飞后均分8个方位。控制无人机，分别在机头向前、向左45°、向左90°、向左135°、机头向后、向右135°、向右90°和向右45°位置进行悬停。其中，机头向前，我们称为“对尾悬停”，机头向后，我们称为“对头悬停”。完成360°悬停，中间需要8次停顿。
2.风向传感器16方位图
风向传感器16方位图是一种用于测量和表示风向的图表。它将360°的风向划分为16个方向，每个方向占22.5°。这个图可以帮助人们更好地理解和预测风向，特别是在气象观测、航空航海等领域，需要精确到方位的场合。无人机八面悬停训练需要参照16方位图，以精确地控制悬停方向。
【新知学习二】飞行姿态的控制方法及修舵技巧
对于无人机八面悬停的训练，姿态控制是关键。通过控制无人机的垂直和水平方向的移动，可以保持无人机的位置和姿态稳定。同时，通过修舵来调整无人机的移动趋势和姿态，实现更精确的控制。八面悬停训练要求学员清晰地感知无人机在空中悬停时的航向及转向时的角度大小。我们要培养学员具有较强的方位转换意识，将操控者在地面的方位感赋予在空中飞行的无人机，以便精准掌握无人机航向，避免因转向过度而采取紧急制动、修舵纠正等措施，是操控者平稳控制无人机飞行姿态的保障，为今后项目的练习奠定坚实的基础。
序号
遥控器
摇杆操作示意
无人机状态
操控方式
1
油门杆
控制无人机上升与下降，非手动模式下油门中位可锁定飞行高度。
2
偏航杆
控制无人机
尾舵，控制飞行器顺时针或逆时针旋转。
3
俯仰杆
控制飞行器向前或向后飞行。
4
横滚杆
控制飞行器向左或向右飞行。
2.修舵技巧：根据无人机的运动趋势提前做出反应，通过调整俯仰、横滚防止无人机偏移。待无人机稳定后，缓慢调整航向，改变无人机机头的朝向，同时保持无人机姿态稳定。通过练习修舵技巧，逐渐掌握调整无人机移动趋势和姿态的方法。通过反复练习和思考，提高控制无人机的精度和稳定性，为后续的应用场景打下基础。
任务
实施
先练习基本的悬停转向，再逐步要求角度精准。
1.四面悬停
将无人机机头指向圆心点放置在图6-2所示的2米起点处待飞。检查设备连接，观察周围环境，确保安全训练。
准备就绪后，遥控器两摇杆同时向内向下打杆（俗称“内八”）手动启动电机。电机起转平稳后立即松开摇杆，此时APP提示“起飞”，左手向上轻推油门杆起飞。
操控无人机飞至场地中心点，对尾悬停在锥桶的上方，控制无人机的飞行高度在2米左右，练习中注意油门大小。
四面悬停要使无人机分别在0°、90°、180°、270°进行悬停。以目前对尾的状态为基准，往右旋转90°，即是90°；再往右旋转90°，即是180°，再往右旋转90°，即是270°。
接下来逆时针完成无人机4个角度的转向，要求转向平稳，角度准确。
反复练习后，无人机在平稳悬停的基础上，要求将转向时间控制在一定范围内，尽量做到又快又稳。
2.八面悬停
首先将无人机尾部对着自己，即对尾。操作遥控器两根摇杆同时向内向下打杆，当旋翼匀速旋转后，向上缓慢推动油门杆完成起飞，使无人机以对尾方式悬停在中心点上方。
起飞完成后使无人机悬停在离地2米的半空作为定点。在悬停的基础上，偏航杆往右打