《無人機操控技術》教學設計課題6.1無人機外場飛行八面懸停訓練授課時間6課時教學目標知識目標：1.理解無人機在八個方向（東、南、西、北、東南、東北、西南、西北）懸停時的姿態(tài)調整邏輯。2.掌握不同風向下無人機懸停的修正原理（如逆風需補油門、順風需降高度）。能力目標：1.能在8個方向穩(wěn)定懸停，位置偏差≤0.5米，高度波動≤±0.3米。2.快速切換懸停方向，轉向時間≤3秒且軌跡平滑。素養(yǎng)目標：1.培養(yǎng)對無人機姿態(tài)的立體空間感知能力。2.強化抗干擾意識，適應復雜環(huán)境（如陣風、視覺參照物缺失）。重點方向切換的搖桿協(xié)調：橫滾（Roll）、俯仰（Pitch）、偏航（Yaw）復合操作。難點快速轉向穩(wěn)定性：切換方向時避免“過沖”或“振蕩”。教學內容教學過程一、飛行準備階段（80分鐘）飛行準備（1）場地準備①選擇晴朗、少風的日間；②選擇開闊、平坦的地面；③繪制懸停練習所需的訓練場地；④檢查環(huán)境是否安全。（2）軟件準備無人機模擬器（如鳳凰模擬器）用于前期虛擬訓練。（3）硬件準備檢查無人機外觀、緊固件、連接線、電量、信號等。二、理實互聯(lián)階段（160分鐘）新知學習【新知學習一】八面懸停及16方位圖的概念1.八面懸停八面懸停是指無人機在一定高度上均分8個方位自旋360°的分解動作。以無人機操控者所面對的方向為基準，無人機起飛后均分8個方位。控制無人機，分別在機頭向前、向左45°、向左90°、向左135°、機頭向后、向右135°、向右90°和向右45°位置進行懸停。其中，機頭向前，我們稱為“對尾懸停”，機頭向后，我們稱為“對頭懸停”。完成360°懸停，中間需要8次停頓。2.風向傳感器16方位圖風向傳感器16方位圖是一種用于測量和表示風向的圖表。它將360°的風向劃分為16個方向，每個方向占22.5°。這個圖可以幫助人們更好地理解和預測風向，特別是在氣象觀測、航空航海等領域，需要精確到方位的場合。無人機八面懸停訓練需要參照16方位圖，以精確地控制懸停方向。【新知學習二】飛行姿態(tài)的控制方法及修舵技巧對于無人機八面懸停的訓練，姿態(tài)控制是關鍵。通過控制無人機的垂直和水平方向的移動，可以保持無人機的位置和姿態(tài)穩(wěn)定。同時，通過修舵來調整無人機的移動趨勢和姿態(tài)，實現(xiàn)更精確的控制。八面懸停訓練要求學員清晰地感知無人機在空中懸停時的航向及轉向時的角度大小。我們要培養(yǎng)學員具有較強的方位轉換意識，將操控者在地面的方位感賦予在空中飛行的無人機，以便精準掌握無人機航向，避免因轉向過度而采取緊急制動、修舵糾正等措施，是操控者平穩(wěn)控制無人機飛行姿態(tài)的保障，為今后項目的練習奠定堅實的基礎。序號遙控器搖桿操作示意無人機狀態(tài)操控方式1油門桿控制無人機上升與下降，非手動模式下油門中位可鎖定飛行高度。2偏航桿控制無人機尾舵，控制飛行器順時針或逆時針旋轉。3俯仰桿控制飛行器向前或向后飛行。4橫滾桿控制飛行器向左或向右飛行。2.修舵技巧：根據無人機的運動趨勢提前做出反應，通過調整俯仰、橫滾防止無人機偏移。待無人機穩(wěn)定后，緩慢調整航向，改變無人機機頭的朝向，同時保持無人機姿態(tài)穩(wěn)定。通過練習修舵技巧，逐漸掌握調整無人機移動趨勢和姿態(tài)的方法。通過反復練習和思考，提高控制無人機的精度和穩(wěn)定性，為后續(xù)的應用場景打下基礎。任務實施先練習基本的懸停轉向，再逐步要求角度精準。1.四面懸停將無人機機頭指向圓心點放置在圖6-2所示的2米起點處待飛。檢查設備連接，觀察周圍環(huán)境，確保安全訓練。準備就緒后，遙控器兩搖桿同時向內向下打桿（俗稱“內八”）手動啟動電機。電機起轉平穩(wěn)后立即松開搖桿，此時APP提示“起飛”，左手向上輕推油門桿起飛。操控無人機飛至場地中心點，對尾懸停在錐桶的上方，控制無人機的飛行高度在2米左右，練習中注意油門大小。四面懸停要使無人機分別在0°、90°、180°、270°進行懸停。以目前對尾的狀態(tài)為基準，往右旋轉90°，即是90°；再往右旋轉90°，即是180°，再往右旋轉90°，即是270°。接下來逆時針完成無人機4個角度的轉向，要求轉向平穩(wěn)，角度準確。反復練習后，無人機在平穩(wěn)懸停的基礎上，要求將轉向時間控制在一定范圍內，盡量做到又快又穩(wěn)。2.八面懸停首先將無人機尾部對著自己，即對尾。操作遙控器兩根搖桿同時向內向下打桿，當旋翼勻速旋轉后，向上緩慢推動油門桿完成起飛，使無人機以對尾方式懸停在中心點上方。起飛完成后使無人機懸停在離地2米的半空作為定點。在懸停的基礎上，偏航桿往右打舵，航向調整好后，保持懸停姿態(tài)，每轉45度，懸停3秒鐘，要求無人機的飛行高度沒有明顯變化。將無人機按照順時針旋轉45°，飛機將以對尾的右45°的方位懸停在錐桶上，高度2米，保持10秒。懸停10秒后，繼續(xù)往右轉向45度，保持10秒，并準備進行下一步動作，直至動作完成。以此類推，直至順時針旋轉360度，回到對尾懸停的狀態(tài)，懸停三秒后，降落。當無人機發(fā)生漂移時向相反方向打桿，并且在無人機接近起飛點時再向之前的方向給一點桿量使其停止。當飛機重新回到對尾狀態(tài)，結束一個訓練過程。繼續(xù)重復以上步驟，把順時針旋轉的八位懸停練習停留時間縮短到1秒，其他指標不變。三、課堂小結和作業(yè)布置（5分鐘）小結作業(yè)小結1.八面懸停及16方位圖的概念2.飛行姿態(tài)的控制方法及修舵技巧3.無人機轉向技巧練習作業(yè)完成無人機360°不間斷自轉，具體操作要求如下：將無人機在2m高度以上懸停，然后圍繞自身的中心點順時針和逆時針分別勻速旋