本方案以无人机、博弈机械臂为教学载体吸引学生兴趣,同时在无人机开发、竞赛、创新,机械臂博弈方向开展教学任务,教学实训内容兼顾无人机自主控制与电力巡检、集群控制、自主控制机械臂的应用场景符合学院人工智能技术发展方向,按照全国电子设计大赛无人机自主巡线赛项要求开发课程体系。通过从零到设计出一台无人机,再到无人机自主控制自主巡线拍照,将学生无人机、自主飞行控制、电力巡检相结合,建设赛教一体化无人机巡检方向的创新实验室。
本方案特色除了设备课程外,配套线上工程师教学管理平台(easy课堂),无需老师参与学生根据工程师的视频课可自主完成学习,老师也可以使用easy课堂辅助开课上课。
配置设备参数
序号 |
名称 |
型号 |
参数 |
数量 |
1 |
UWB空间组网编队开发套件 |
UG-01 |
1、Nooploop基站 LinkTrack S 4个 规格:LTS,尺寸:43x31x10 2、Nooploop标签 LinkTrack SS 15个 规格:LTSS,尺寸:27x32x7 3、基站安装支架(三脚架) 4个 规格:高度:2m 4、充电宝(含TYPE-C线) 4个 规格:容量:10000mAh 5、GH1.25mm-4P,硅胶连转接线 20个 规格:杜邦黑色双头反向,长度:15cm 6、比赛场地地毯 1套 规格:6x5(m) 7、停机坪(含灯带) 1个 规格:直径80(cm) 8、中圆门(含灯带) 1个 规格:外径140,内径120,高185(cm) 9、地毯胶带 4个 规格:双面粘 关键特性: 1.基于 UWB(超宽带)通信技术 2.所有节点自动无线组网,无需拉线 3.支持定位、导航、授时、通信功能 4.局部定位、分布式测距(去中心化)、数传三种模式 5.同一硬件可设置为标签、基站、控制台等角色 6.高容量与高刷新频率:40 标签/8 基站/1 控制台@50Hz 7.独立高速低延迟数传模式,带宽 3Mbps 8.内嵌一颗三轴陀螺仪、三轴加速度计 9.支持 IMU 原始数据、欧拉角、四元数输出 10.最远通信距离 80 米@LTS、500 米@LTP 11.1 维、2 维典型定位精度 10cm,典型第 3维定位精度 30cm 12.一键标定基站坐标,一键空中升级固件 13.无线设置参数 14.伪 GPS 应用,支持 NMEA-0183 协议输出 15.支持 UART、CAN、USB 通信 16.3.7-5.2V 供电,电压监测,防反接保护 17.功耗约 1.05W@LTS,1.43W@LTP 18.从 3.5GHz 到 6.5GHz 一共 6 个射频频段 19.发射增益可调范围达 33.5dB 20.唯一 ID,加密传输 21.三脚架可最高调试3M; 22.充电宝容量22000mah; 23.比赛场地可调整,最大为6m x 6m; 24.配备专门起飞场地,内径60cm: 25.配备穿越环内径1.2米; 26.配备观测系统,用以绘制无人机轨迹曲线; 其他参数: 1.天线类型:标签集成天线、基站外置天线; 2.产品重量:标签12g,基站33.3g; 3.尺寸:标签31*43*10、基站29*60*9; 4.主体颜色:黑色 5.通信接口:UART、USB、CAN; 6.精度:一维10cm,二维10cm;3维15cm; 7.陀螺仪:均方差噪声0.1°/S 量程:±2000°/S 8.加速度计 噪声: 300ug 量程:±16g 9.工作温度:℃ [-20,85] 10.供电电压:V [3.7,5.2] 11.功耗:W 1.05 1.43 12.可配置通道数量:6 13.发射增益:dB [0,33.5] 14.频段:MHz [3244.8,6998.9] 15.带宽:MHz 499.2, 1081.6, 1331.2 |
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2 |
创课无人机平台 |
F150-T401plus |
一、功能 1.无线通信; 2.遥控器与飞控的对码与精准通信; 3.基于MPU6050的姿态获取及分析; 5.气压测量; 6.PWM调速; 7.卡尔曼滤波; 8.内置PID自动控算法,实现自、稳飞行 9.双开发模式,既能够实际飞行,又能够基于无人机扩展底板进行模拟开发 10.硬件模块可拆卸式设计,元器件裸露在外方便学习,配套模拟飞行软件,包含模拟训练课程 11.满足STM32与MSP430两种处理的学习与实际开发训练 12.支持气压计定高飞行; 13.搭配动态桌面调试支架,可以调试PID等无人机动态参数,学习并应用自动控制理论等计算机技术; 14.可在正式飞行之前调节并验证飞机的稳定性 15.可搭配PC端多功能上位机使用。动态调试过程中通过上位机观察无人机运动曲线、姿态数据等(如:PID目标值、测量值及误差值),并直接通过上位机调节这些参数或运动姿态 二、参数 1.飞控核心: (1)TI MSP430F5529,主频25MHZ (2)STM32C8T6,Cortex-M3内核,72Mhz主频 2.机架:150mm轴距,PCB材质 3.通信方式:NRF24L01模块,2.4GHz 4.传感器:姿态传感器MPU6050,气压计SPL06 5.飞机电池:3.7V/380mAH航模锂电池,充电30分钟飞行约5分钟(无负载) 6.电机:720空心杯电机,35000rpm,额定电流1.1A 7.飞机电池充电器:1S充电器,一拖六 8.螺旋桨:55mm 10.留空时间:5min-7min 11.重量:<85g 12.最大负重:15g 13.飞行模拟器:凤凰模拟器,接口简单,安装方便 14.调试支架尺寸:长*宽*高360*220*280(mm),底座和支架组装而成; 15.调试支架可调电源:12V5A带显示屏直流电源 16.调试支架输入电压:220V,交流 17.调试支架输出电压:4.3V,5A直流 18.调试支架转接板:开关控制,内置防过载电压电路 19.第二机架:230mm轴距,8520空心杯电机,减速机架; 20.电源底板,可提供USART1、SPI等总线扩充; 21.电源底板新增750ma功率接口,可提供额外电源供应; 22.提供全部底层原理图; 23.提供下载调试接口,SWD,2.0mm间距排针连接; 24.高度传感器:VL53L1,4米量程,定高芯片; 25.光流:307光流芯片,19200波特率输出地面光流信息,测算无人机飞行角速度; 26.光流激光模块:提供VL53L1、307光流传感器,增加防干扰钢板,尺寸32mm x 20mm; 27.电池固定板,提供350-1000mah容量电池卡扣; 28.基于STM32CUBEMX的软件开发系统; 29.配置UWB套装进行无人机空中定位飞行,并且进行编队飞行; 三、课程资源 完整的飞控源码、实验代码、视频课程、PPT课件、实验指导书、讲义、技术资料等。包含以下内容 1.飞行器组装与软件安装:包括组装、飞行教程;IAR软件安装使用教程等 2.无人机概述:包括无人机发展、组成结构、飞行原理、核心技术科普等 3.遥控器设计:包括遥控器功能、硬件设计、软件实现等 4.无人机操控:包括基本飞行方法、经验技巧、注意事项等 5.无人机设计:包括MSP430最小系统、电源管理、无线通信、陀螺仪设计、加速度计设计、气压计设计、PWM驱动及PID算法、卡尔曼滤波 6.实验项目:包括组装无人机、遥控器的校准、无线数据的收发、无人机操控、基于IIC读取MPU6050数据、气压计的应用、PWM驱动及PID算法、陀螺仪的设计、卡尔曼滤波,PID参数动态调试等 7.调试支架组装、使用教程 8.常见问题整理 |
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空中竞技机器人开发平台 |
F260-T432A |
一、功能 1.无需遥控器控制,一键程控起飞。 2.配备OpenMV光流和激光定高模块,可实现激光定高,视觉悬停; 3.无需遥控器控制,一键起飞后自主爬升到指定高度,然后根据地图路径循迹飞行,到达路径终点时自动降落; 4.无需遥控器控制,自动起飞后在指定高度悬停,且1分钟内水平误差低于20cm; 5.同时支持TI原装TI MSP-EXP432P401R LaunchPad V2.1 和 MSP-EXP432E401Y LaunchPad v1.0 开发板,支持替换飞控以进行二次开发 6.具有安全防护装置,保证飞机与人员安全 7.可安装安全固定座,通过动态调试支架调节飞控参数;
二、整机参数 1.机身尺寸:260mm×260mm×160mm 2.飞行器尺寸:355mm×355mm×160mm 3.留空时间:<13min(电池2200mA) 4.起飞重量:<0.4kg 5.最大载荷:0.4kg 6.活动半径:0~800m 7.飞行高度:<3m
三、主要部件参数 1.飞控核心:TI MSP-EXP432P401R LaunchPad V2.1 2.传感器板:集成有加速度传感器,角加速度传感器,气压计传感器等。 3.电调:25A。 4.光流:光流具备激光测距模块; 5.电机:2205 2300KV,三相交流无刷电机。 6.螺旋桨:5045BN。 7.机架:机身采用全碳纤维机身设计,机臂,中心碳板,铝柱,固定螺丝,飞控减震板 8.电池:3300mAh,3S,25C动力电池1块,2200mAh,3S,25C动力电池1块。 9.充电器:输出功率40W,兼容4S-3S,数码管显示屏。 10.遥控器:8通道 高分辨率。 11.遥控接收机:支持SBUS、PPM、PWM模式。 12.模拟飞行软件:凤凰模拟器。
四、课程资源 完整的实验代码、视频课程、开发指导文档、技术资料等。课程包含以下内容: 1、MSP432基础 2、软件环境搭建及烧录测试 3、硬件环境搭建 4、MSP432外设应用 7、飞行器基本控制 8、无人机定高飞 9、光流定点飞行 10、OpenMV应用 |
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无人机实训场地 |
E-Space |
1、场地外形尺寸:4M*4M*2.5M 2、支撑框架为工业铝型材,坚固可靠,支持重复拆装。 3、防护网采用优质高强尼龙无节网,网眼2cm,18股,网子需为一个整体。 4、带避障围挡。推拉门设计。 5、地面配有统一灰色地毯。 6、支持重复拆装移动,含以下连接件,一字连接件、外置T型连接件、滑动套管、限位卡环、门拉手。 |
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多自由度整机测试平台
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T-dfp
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一、性能参数: 1、整机性能测试 (1)、能在零“炸”机风险的条件下在室内验证新产品的可行性,包括机身强度、刚度、稳定性。 (2)、能在零“炸”机风险的条件下对更换新部件前后的无人机性能做对比,以便于筛选适合本产品的零件。 (3)、把测试平台推到室外,能在零“炸”机风险的条件测试出当前无人机的抗风情况。 2、获得测试数据 (1)、在零“炸”机风险的条件下,可以让学生在测试平台上练习PID的调参。 (2)、在零“炸”机风险的条件下,可以获得无人机对于不同油门值所产生的升力数据(包括最大升力),以便于后期对机身重量和载荷重量的控制。 3、趣味体验 (1)、能让新手在不用担心“炸”机和安全的情况下体验真机的飞行效果并感受不同的飞行模式。 (2)、在零“炸”机风险的条件下,用户可以适应无人机的飞行手感。 二、外观参数: 1.测试架: 材料钣金亚光黑烤漆 ,高端大气上档次 尺寸800*800*1200mm 两侧围网板可活动,方便装机与观察 有可调节水平垫脚,区间可调长度10mm 2.面板: 黑色抗老化、抗变形PE材质,经久耐磨 3.可离地式导轨: 810mm亮黑铝管及直线导向轴承,最大起飞高度400mm(离开测试架),外置升力测试装置(精度±15g) 4.支撑无人机部分:碳纤维材料+复合硅胶材料(增加飞机下落时的机械缓冲) 5.无人机连接部分:a.碳纤维材料,航模铝柱螺丝等。轴距360mm与400mm机型通用安装。b.万向云台是采用铝制合金材料,可长时间负重6-8kg使用。若使用不顺畅可适当添加润滑脂,最大倾斜角≥45° 6、装配式结构,易安装、拆卸、移动。 7、安全可透视式围网:800mm*400mm,可实现双边拆装,方便设备组装调试。 |
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1、飞控接口需采用排线式连接方式,并带有锁扣,可将排线紧紧锁住,增加飞机的飞行稳定性。提供截图文件加盖投标人公章。 2、为保证工程实训无人机的稳定性,无人机备用桨叶,电池、飞控等需与工程实训无人机为同一品牌并标注有公司LOGO和公司名称。 二、无人机开发平台整体参数: 1、机身尺寸:360mm×360mm×240mm(±5mm) 2、飞行器尺寸:430mm×430mm×250mm(±5mm) 3、留空时间:<10min(电池2200mA) 4、起飞重量:<1kg 5、最大载荷:≥0.5kg 6、活动半径:0~2km 7、飞行高度:<300m 8、最大平飞速度:≥50km/h 9、GPS室外自动悬停。 10、全系统展开时间:≤2min 11、全系统撤收时间:≤2min 12、抗风能力:<4级 13、抗雨能力:小雨 14、配置有室内定位光流模块,具备无GPS自主悬停功能 三、主要部件参数: 1、机臂为上机臂和下机臂设计模式,电调放置于上机臂和下机臂中间,能够清晰的观察和触摸到。电机、电调和下中心板的连接方式要完全能够直观的展现,不得使用碳管,不得有任何遮盖,便于教学。 2、飞控:飞控品牌必须与工程实训无人机为同一品牌,并配有制造厂家的名称及LOGO,飞控包括加速度传感器,角加速度传感器,电子罗盘传感器,定高气压计传感器等传感器,采用STM32F427主控,STM32F103协处理器。 3、电调:20A,带5V2A UBEC输出。 4、电机:2213 920KV,三相交流无刷电机。 5、螺旋桨:8045。 6、电池:2200mAh,3S 动力电池。 7、充电器:输出功率40W,兼容4S-3S,数码管显示屏。 8、遥控器:≥8通道 高分辨率。 9、遥控接收机:支持SBUS、PPM、PWM模式。 |
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无人机维修备件库 |
E-Spare-E360 |
1、8045桨叶8对; 2、2213-920KV电机2个; 3、机臂1对; 4、20A电调2个; 5、下中心板1; 6、2200mAh电池1个; 7、机腿1套; 8、螺丝1套; 9、支撑工程实训无人机套使用。配套航空包装箱,尺寸775mm*445mm*285mm,内部含泡沫内胆,可以对无人机部件进行存储。 |
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无人机维修工具包 |
E-Tool |
包含工具: M5.5、M6、M10、M12(MM)拆装专用内六角套筒; 无人机专用焊接套装(包含合金电烙铁、电烙铁底座、电烙铁支架、锡铅合金焊锡丝、树脂助焊膏); 双色镍铁合金斜口钳;硬度:HRC60°~70°; 低碳钢剥线钳硬度:HR30N 55°~65°; 尖嘴钳: 铬钒合金钢材质 L型扳手一套; M2.5内六角螺丝刀; 多功能工具刀; 精密仪器专用镊子; 高强度十字螺丝刀; T6螺丝刀; 工具盒参数如下: 产品材质:航空箱 产品尺寸:395*295*142mm 产品内部材质:定制PE海绵 |
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室内编队无人机 |
F165-U |
1、飞行器(10台): 1)重量(包含电池和保护罩):≥190g 2)最大下降速度:≥2.5m/s(表演飞行为 1m/s) 3)最大上升速度:≥2.5m/s(表演飞行为 1m/s) 4)最大水平速度:≥5m/s(表演飞行为 2m/s) 5)最大飞行定位高度:≥10m 6)续航时间:≥12min 7)工作温度:-10℃~+40℃ 8)定位模式:UWB 基站定位 9)最大旋转角速度:俯仰轴:180°/秒 航向轴:30°/秒 10)悬浮精度:垂直:±0.3m(室内) 水平:±0.3m(室内) 11)抗风等级:3 级风(3.4~5.4 m/s) 12)轴距:165 mm(±5mm) 13)尺寸:208.67mm*208.67mm*93.92mm(±5mm) 14)螺旋桨规格:75mm(±5mm) 15)电机规格:1104(5500KV) 2、中继器: 1)连接方式:Type-C 接口与控制终端直连 3、基站: 1)供电电压:DC5V 2)最大传输距离:30米 3)可使用基站或者wifi与PC端、移动端链接 4、APP: 1)手机 APP:iOSS8.0 以上以及安卓 4.1.2 以上 5、电池: 1)电池容量:≥1500 mAh 2)充电功率:≥17.4W 3)电压:≥7.4V 4)电池类别:Li Polymer 6、适配器: 1)输入电压:AC 100-240V 2)输出电压:DC 12V 3)输出电流:≥2.5A 7、充电座: 1)输入电压:DC 12V 2)输出电压:≥9V 3)充电电流:≥2A 8、服务资源: 配套线上学习课程,支持学生PC端和手机端进行自助学习,线上学习平台可获取学生学习时长及完成度相关信息。 9、软件资源: 1)APP:提供安卓移动端软件,内含30种舞步程序,下载即用。 2)编程软件:提供图形化编程软件、python编程软件,可编辑舞步程序。 3)地面观测系统:编队飞行必备观测系统,可实时观看无人机坐标及电量,可即时显示无人机间距,方便进行实际飞行调试。 10、竞赛资源 1)提供两套竞赛规则,室内物流比赛及室内贪吃蛇比赛,适合进行校内竞赛、地区及全国竞赛;提供证明材料。 2)提供远程的竞赛支持。 11、编程软件介绍 1)图形化编程软件,适合入门者使用; a)分图形和普通两种模式: i.图形模式:可直接对8架无人机进行整体操作,如起飞、飞行、摆成圆形等等; ii.普通模式:可自由对任意无人机进行编程,执行起飞、悬停、飞行、降落等操作,可支持16架无人机编程; b)可使用中继器或者wifi连接基站及无人机; c)可自定义键盘按钮作为起飞控制按键; d)可在软件内观测所有基站和无人机的电量,以及无人机起飞前的坐标; e)可在软件内查看基站标定状态,及各无人机的相关状态; f)配备仿真软件,可直接在软件中对程序进行仿真,观看程序情况; g)可上传舞步程序至无人机中,实现无人机编队飞行; h)配备完善的使用说明书及教学课程体系。 2)Python编程软件,适合进阶学习 a)配备Demo程序,初学者可迅速进行应用; b)配备定制的pip支持包,可直接调用相关函数实现功能; c)可自主定义键盘按钮进行基站标定、生成及上传舞步、定桩授时、起飞等操作; d)可支持40架无人机的编程操作; e)可在软件内查看基站标定状态,及各无人机的相关状态; f)配备仿真软件,可直接在软件中对程序进行仿真,观看程序情况; g)可上传舞步程序至无人机中,实现无人机编队飞行。 12、编队飞行监控软件 1)软件必须为绿色版,无需做任何安装,双击即可使用。 2)无论中继器是否连接,均可通过wifi连接基站; 3)支持一键快速与基站连接; 4)支持配置相关编译器,可自主选择编译器地址; 5)支持配置编队脚本的文件地址,可自主选择相关文件地址,且软件自带相关脚本文件; 6)支持读取所有无人机的ID序号及所编辑舞步的名称; 7)支持自主添加多架无人机,并能够读取多架无人机静态和动态下的状态; 8)可实时查看无人机的当前坐标、舞步坐标、无人机飞行时间、无人机电量、磁力计状态、飞机航向角等等信息;选中任意两架无人机时可即时计算出两架无人机的间距,方便舞步设计人员实时掌握无人机实际飞行的状态,能够及时预测撞击风险,比仿真内观测更加直观,提供截图文件加盖投标人公章; 9)编队无人机监控软件需与室内编队无人机为同一品牌; 10)软件平台终身免费更新。 |
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无人机专业教学仿真系统 |
V102 |
1.后台管理系统 1)账号管理:实现学员账号管理、新增账号、批量导入、学员账号注册自主识别归档、一键分班、密码重置、批量删除、一键删除、学员信息导出等账号管理功能; 2)练习管理:实现练习数据管理,查看搜索学员练习情况、学员练习数据导出; 3)考试管理:实现考试数据管理,查看搜索学员考试情况、学员考试数据导出; 4)学习地图:实现查看每位学员学习进度,学员练习进度数据导出; 5)班级管理:实现学员一键分班、班级新增和删除功能。 2.输电线路巡视和无人机巡视培训系统 1)精细化巡检:实现双回路直线、单回路耐张、单回路直线三种类型巡检塔选择,学员根据系统引导学习拍摄70多个电塔点位; 2)通道巡视:实现三种通道巡检线路选择,实现电力巡检无人机分辨率、飞行航高、塔顶高度、旁向重叠度、航向重叠度设置,实现自动巡检、巡查数据保存功能; 3)树障巡视:实现无人机分辨率、起飞点海拔高度、旁向重叠度、航向重叠度设置,实现自动巡检、巡查数据保存功能; 4)应急故障巡视:实现雷电来袭、异物处理应急事故现象巡查处理飞行训练; 5)无人机维保:实现无人机的组装、拆解、360°旋转查看; 6)无人机功能:无人机自动飞行、无人机参数调节、两种及以上无人机遥控器控制飞行、第一视角和第三视角切换、云台俯仰调节、云台变焦、手动拍照、手动录像、保存拍摄照片、录像视频功能、拍照、录像文件自动命名一键查看保存下载功能; 7)可实现虚拟仿真VR第一视角飞行功能。 3.无人机考证培训系统 1)个人中心:查看学员个人信息、考试记录、考试地图、练习记录、修改密码、练习及考试成绩导出; 2)课程平台跳转:实现跳转访问课程学习平台功能; 3)练习模块:实现多旋翼无人机单通道悬停练习、双通道悬停练习、全通道悬停练习、全通道自旋练习、全通道八字练习、全通道米子线练习等总计35项练习模块;练习过程语音导航、操作导航及即时导航;练习支持飞行录制功能、飞行状态实时显示、视角切换功能、后台可根据学员飞行情况进行自动评判通过情况并进行数据记录;实现练习数据导出,查看近三次的练习情况,数据和路径图显示包含:个人信息、练习等级、练习结果反馈、高度阈值、角度阈值、偏移量阈值、风速、飞行时间、平均高度、平均速度、平均偏移量、起飞时间等; 4)考试模块:依照民用无人机驾驶合格证实践考试流程标准设计,模拟真实考试场景和流程提供仿真考试训练,后台根据学员飞行数据进行自动考核评判,并记录保存考试分数和考试记录,考试结果数据导出; 5)遥控器配置:实现美国手、日本手遥控器自由切换;遥控器校准功能。 6)等级选择:实现无人机视距内驾驶员、无人机超视距驾驶员两种等级模式自由切换; 7)阈值调节:实现练习模式下高度、角度、偏移量不同阈值调节; 8)遥控手感设置:实现姿态、刹车、偏航行程灵敏度调节,实现俯仰、横滚、偏航、升降感度调节; 9)风速调节:实现无风—六级风不同风速调节,风速将影响无人机飞行练习时的姿态晃动和飘动情况,风速越大无人机姿态影响越大; 10)录制回看功能:实现无人机练习、考试视频录制,第三视角、俯视轨道飞行路径录制,视频可实现离线保存回看功能。 |
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智能机械手平台 |
ZN-SH-01 |
一、整机参数 1.整机尺寸:750mm×300mm×450mm 2.单机械臂尺寸:285mm×120mm×465mm 3.工作电压:12V5A 4.整机重量:<5kg
二、主要部件参数 1.机械臂:采用LeArm6自由度开源机械臂,配备防堵转数字舵机,在遇到卡死或者堵转的情况下会自动断电停止工作;机身结构采用全铝合金,表面喷砂氧化处理; 2.主控制板:采用STM32F429VIT6芯片作为主控,在控制舵机的同时,采集各个舵机工作时的电流,以便更好的保护舵机; 3.视觉识别模块:采用OPENMV4摄像头模组作为视觉采集单元,能够方便用户学习并进行开发; 4.操作屏:4.3寸TFT+电容触摸屏,分辨率:480*800;采用STM32F429VIT6作为独立控制芯片,预留调试接口,方便用户进行二次开发; 5.外部结构:整机采用全塑料结构,机械臂和摄像头模组可进行位置调节,方便用户进行开发; |
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