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无人机开发班
12 岁+ / 成人3 阶段实飞训练
TRACK 03 · 无人机开发

无人机开发班

不止会飞:打开飞控、读懂日志、自己写航线——从飞手进阶为飞控开发者。

▸ 72 课时▸ 3 个月▸ 小班(≤8 人)▸ 12 岁以上 / 成人
¥8,980/期含全部教学与教具使用费,支持 3 期免息分期
  • 上课方式周末面授 + 实飞训练
  • 教学载体飞翼无人机套件 SMG-007
  • 开发环境PX4 / ArduPilot + MAVSDK + Gazebo 仿真
  • 成果输出自主航线任务 + 三机编队演示 + 飞行日志分析报告
  • 合规提示设备发货地河南郑州,不邮寄北京地区;实飞须合规
  • 基础要求会基本电脑操作;有编程基础更佳
Overview

课程概述

无人机看起来简单——推杆就飞。但真正的门槛全部藏在不飞的时候:为什么姿态环和位置环要分开?为什么加了光流就不飘了?编队时三台机器如何保持时序一致?这些问题,决定了你是一个「飞手」,还是一个「飞控开发者」。

本班的设计原则是「先仿真、后实飞」。第一阶段学生在电脑上用 PX4 SITL + Gazebo 完成所有高风险的实验——调 PID、改控制逻辑、测试异常处理;只有确认无误才上真机。这套流程与工业界完全一致,也能大幅降低炸机概率与学习成本。

第二阶段进入硬件与定位:装配检查、传感器校准、光流与视觉定位原理、地面站航线规划。学生会理解「无 GPS 环境为什么也能精准悬停」,并亲手完成室内自主起降与航点飞行。

第三阶段做编队与行业应用:多机通信与时钟同步、队形编排与灯光同步、巡检与航拍任务流程,最后完成一场三机编队演示。这一阶段的作品常用于科技节、开放日与赛事展示,也是学员最喜欢的「出片」环节。

Highlights

课程亮点

🎮

仿真先行

PX4 SITL + Gazebo 软件在环仿真,高风险实验零成本试错。

🧠

飞控原理打通

姿态解算、串级 PID、传感器融合、日志回放,看懂每一个数据。

🛰️

无 GPS 精准悬停

光流 + 视觉定位,讲解原理并实操室内厘米级定位。

🗺️

自主航线开发

用 MAVSDK / Python 编写任务,完成自主起降与航点飞行。

👥

三机编队

多机时钟同步、队形保持与灯光同步,产出可展示的编队表演。

📊

日志驱动调试

学会读飞行日志定位问题,这是飞控开发者最核心的技能。

Curriculum

课时大纲

按阶段递进,每一阶段都有明确的能力产出;课时与内容可按需求裁剪。

阶段 / 模块内容要点课时完成后可达成
阶段一 · 基础与飞控原理(24 课时)多旋翼结构与空气动力学、动力选型、飞控硬件与传感器、姿态解算与串级 PID 调参、Gazebo 仿真环境搭建24 课时能在仿真中独立完成姿态环调参
阶段二 · 自主飞行开发(28 课时)光流与视觉定位原理、传感器校准、地面站航点规划、MAVSDK/Python 开发、断点续飞与异常处理28 课时完成室内自主起降与多航点飞行
阶段三 · 编队与行业应用(20 课时)多机通信与时钟同步、编队队形与避碰、巡检与航拍任务流程、空域法规与实飞安全、编队演示编排20 课时完成三机编队演示与一次巡检任务
Hands-on

项目实战

每个项目都有明确目标、可执行步骤与交付产出,学完即可写进简历或课题报告。

PROJECT 01

项目一 · 姿态环 PID 调参

任务目标:让四旋翼在 8 米/秒阵风扰动下仍能稳定悬停,位置误差控制在可接受范围。

  1. 在 Gazebo 仿真中记录默认参数下的悬停误差曲线
  2. 只调 P 值,找到响应变快与开始震荡的临界点
  3. 加入 D 值抑制超调、加入 I 值消除稳态误差
  4. 把参数移植到真机验证,用飞行日志对比仿真与实机差异
  5. 输出一份「参数—响应」对照表与结论

交付产出:产出:一组自调飞控参数 + 可复现的调参报告

PROJECT 02

项目二 · 室内自主航线任务

任务目标:在无 GPS 的室内完成「起飞—按 4 个航点飞行—定点降落」全自主任务。

  1. 检查光流与视觉定位模块安装高度与地面纹理,确认定位稳定
  2. 在地面站标定 4 个航点、设置巡航高度与悬停时间
  3. 用 MAVSDK 编写任务脚本,加入航点动作(拍照 / 悬停)
  4. 执行后回放日志,分析实际轨迹与规划轨迹的偏差来源
  5. 尝试在某一航点加入自定义动作,验证开发能力

交付产出:产出:一条可重复执行的室内自主航线 + 轨迹偏差分析

PROJECT 03

项目三 · 三机编队演示

任务目标:三台无人机按自定义队形协同飞行并保持灯光同步。

  1. 统一三台设备的时间基准与坐标系原点,分配主机 / 从机角色
  2. 在地面站配置队形(一字 / 三角 / 菱形)与切换时序
  3. 先地面模拟验证时序,再逐台试飞,最后三机同时起飞
  4. 同步 LED 灯组颜色与节奏,提升展示效果
  5. 总结编队失败的两个主因:时钟不同步、位置基准不一致

交付产出:产出:一场可展示的三机编队表演 + 编队调试总结

Teaching Approach

教学设计说明

把「为什么这样教」讲清楚——这些设计决定来自多年的教学与用人反馈。

为什么一定要先仿真后实飞

真机试错一次,代价可能是摔坏的机架、折断的桨叶,甚至伤到人。仿真环境可以完整模拟传感器噪声、风扰与电机延迟,让「调参、改代码、测异常逻辑」这些高风险操作在零成本下反复进行。工业界的开发时间分配里,仿真时长往往远超实际飞行时长。

为什么要讲清姿态环与位置环的分工

姿态环控制「机身朝向与角速度」,响应在百赫兹级;位置环控制「飞到哪里」,响应在十赫兹级;外环给内环下发目标姿态,内环快速跟踪。这种串级结构让「快的事快做、慢的事慢做」,是所有运动控制的通用范式——理解了无人机,也就理解了机械臂与移动机器人。

为什么编队的难点不是队形

队形只是坐标计算。真正的难点是「时间一致」与「绝对位置一致」:不同设备的时钟存在微秒级漂移,累积后队形会散;各机的定位原点不统一,队形会整体偏移。学生常在地面模拟时一切正常、实飞时队形散开,正是踩了这两个坑。把坑讲透,比教十个队形更有价值。

为什么必须强调合规

空域管理是无人机教学绕不开的前提。课程专设「空域安全与法规」模块,讲清实名登记、空域分类与飞行申请流程。这不仅是合规要求,也是职业素养的一部分——任何涉及无人机的工作,第一条永远是「先确认能不能飞」。

Who Is It For

适合人群

✓ 适合这些人

  • 12 岁以上青少年与成人,对飞行与飞控开发感兴趣
  • 已有航拍经验、想从「飞手」进阶到「开发者」
  • 准备参加无人机专项赛事或从事无人机相关工作
  • 高校学生需要飞控 / 自驾仪方向的实践经历

— 可能不适合

  • 只想学航拍运镜、不关心原理与代码(建议航拍兴趣课)
  • 无法接受复杂调试过程(飞控开发本质是反复试错与验证)
  • 不在合规空域范围且无法参加实飞集训
Plans & Fees

班型与费用

班型 / 方案适合对象内容与时长费用
标准班(周末面授)12 岁+ / 成人72 课时 / 3 个月,含实飞训练¥8,980 / 期
仿真专修班(线上)不便参加实飞者36 课时 / 6 周,纯仿真开发¥4,980 / 期
体验课(试听)想先了解飞控开发1 次 90 分钟,完成仿真悬停调参免费(需预约)

* 费用含全部教学与教具使用;支持 3 期免息分期。开班前 7 天可无理由退款,开班 7 天内不满意全额退款。

Instructors

授课讲师

陈昊
无人机 / 感知方向讲师

多年飞控开发与实飞经验,主讲姿态控制与自主航线;擅长用日志把问题定位到具体环节。

赵工
工程实践讲师

负责硬件装配、传感器校准与实飞安全规范;有工业级无人系统集成经验。

Equipment

配套套件

SMG-007 飞翼·无人机套件四旋翼整机 + 光流/视觉定位
Service

服务与保障

  • 含全部教学设备使用(含实飞训练用机与备用电池)
  • 含 PX4 SITL + Gazebo 仿真环境与课程实验代码仓库
  • 7 天免费试学:开班 7 天内不满意全额退款
  • 实飞保险与安全规程培训;训练场地由校区统一安排
  • 飞行日志一对一复盘:讲师协助定位实飞中的问题
  • 免费重听:同阶段课程 6 个月内可免费重听一次
Schedule

开班信息

班级 / 方案学制上课方式近期开班
无人机开发班(周末)72 课时 / 3 个月每周日 4 课时 + 每月 1 次实飞日9 月 20 日(滚动开班)
仿真专修班(线上)36 课时 / 6 周每周 2 次直播 + 课后练习10 月开班
FAQ

常见问题

北京能发货吗?能用北京场地实飞吗?
设备发货地为河南郑州,不邮寄北京地区;受北京航空器管理相关规定限制,北京地区的实飞需在合规空域或校外营地开展。课程配套仿真环境,绝大部分飞控开发内容可在纯软件中完成。
完全没有飞过无人机能学吗?
可以。课程先做仿真,再上真机;第一阶段结束时你已经能在虚拟环境里完整完成一次自主任务,实飞只是把同样的逻辑迁移到真实设备。
需要自备无人机吗?
课堂提供教学用机。若希望自备,飞翼套件(SMG-007)是与课程完全对齐的型号;自带设备也可参加,但需通过课前安全检查。
会不会很容易炸机?
课程用「仿真先行 + 由易到难」的方式降低风险,并从桨叶保护、低压返航、失控保护等方面讲解安全设计。首次实飞在无风、开阔、有护网的场地进行。
编队需要几台设备?
课程配备三台教学机用于编队训练;若想自己复现,最低需要三台支持编队指令的同型号设备。
学完能做什么工作?
可从事无人机飞控测试、无人机应用开发、巡检与测绘作业,以及 AGV / 无人系统的定位与控制相关工作。
能不能只学仿真不实飞?
可以,仿真专修班就是为此设计;但完整掌握飞控仍建议至少参加一次实飞训练,建立对真实动力学与噪声的直觉。
课程有证书吗?
结课考核通过后颁发水木硅谷结业证书;如需行业证书,我们可提供 AOPA / 民航相关考证的报名与培训指引(费用另计)。
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