《无人机构造与制作》课程标准

《无人机构造与制作》课程标准

一、课程说明

课程名称无人机构造与制作标准简称无人机制造

适用专业应用电子技术修读学期第四制订时间2022年8月

课程代码1343330课程学时64+22制订时间4+1

课程类型B课程性质必修课程类别专业核心课程

先修课程无人机概论、机械基础、单片机原理及应用

后续课程无人机装调实训、无人机飞行训练、无人机操控

对应职业资格证或内容A0PA

合作开发企业无

执笔人合作者无审核人

修定日期2022年8月

二、课程定位

本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程、专业必修课程。先修课

程是无人机概论、电子技术基础、单片机原理及应用、机械基础等课程，后续课程无人机

装调实训、无人机飞行训练、无人机操控。本课程通过项目式任务驱动方式，采取一体化

教学方法，培养学生从事无人机生产、调试、维护的能力、具备上岗的基本综合专业能力

以及可持续发展的社会能力。

三、设计思路

本课程是应用电子技术专业无人机应用技术方向的核心课程，是一门实践性强的理论

结合实践的课程，要求学生学习本课程之前掌握电子技术、单片机理论知识，且有一定的

动手能力即理论联系实践解决实际问题的能力。本课程重点讲解了无人机构造中电机、电

路板、气动原理、飞控软件等所涉及技术知识体系，比较全面地介绍了四轴无人机的基本

概念、结构、软硬件平台系统组成、关键技术以及主要应用领域与发展；描述了定位、姿

态、视频传感器技术、无人机技术组成和原理及应用；ARM智能控制器的结构编程等基本

知识及应用。

1

本课程的学习按照工学结合的学习模式，以任务为载体，贯彻“做、学、教”的一体

化项目教学模式的指导思想，运用项目教学法编制教学项目，使学生“一教就懂，一学就

会，一做就成”，符合高职学生的知识水平、能力水平以及职业岗位的需求，充分运用互

联网+教育信息化，在网络中开设网络课程及MOOC,校企合作共同开发的“做中学”网络

平台项目驱动式与是课程+工程师讲解+互动答疑模式，时间长全部采用工程化实操方式，

使学生真正掌握其基本设计、编程、工艺、操作等关键技能，为学习后续课程及从事无人

机行业打下良好基础。

四、课程培养目标

1.专业能力

（1）了解各种无人机的基本构造，了解国内外无人机技术的发展技术，具有分析无

人机结构的能力；

（2）掌握电池供电式无人机的功能及其传感器技术，掌握无人机飞控电路的构成、

类型和实现方式。

（3了解电池式无人机的应用范围和特点。

（4）具备配置不同传感器实现不同功能飞行特点的能力；了解无人机飞控软件的下

载、安装、编程、调试的能力。

2.方法能力

（1）通过该门课程的学习，掌握无人机技术发展的先进技术，关注无人机设计、调

试、功能上的进展，思考实际应用，解决实际问题的能力，培养终生学习的能力；

（2）具备参阅其它电子书籍的能力，具备较强的信息搜索能力；

（3）良好的工作协调能力；

（4）提高学习兴趣，掌握举一反三的学习方法。

3.社会能力

（1）通过课程学习培养学生的信息意识和能力，提高专业实践能力；培养学生的信

息意识和信息素养

（2）具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系

实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力。

（3）通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协

作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。

（4）通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能

2

力;

（5）爱岗敬业的职业态度与职业责任心，创新、创业、开拓能力。

五、课程内容、要求及教学设计

（1）标准教学周为16周，课时为64节，每周2次课4课时。其中1周用于复习和

考试。其中理论课时安排为32课时，实践课时（含复习、习题课）为30课时，考试2课

时；

（2）实践项目包括：四轴飞行器PCB绘制，各种传感器与电路组装，软件编程

（一）课程整体设计

序号学习情境知识目标专业能力方法能力社会能力学时

1.培养学生

认真、仔细的

1.课程介绍；1.通过阅读

工作态度及

参考资料加

2.了解四旋翼飞行器对待工作和

深所学知识；

无人机技发展历史；掌握无人机技术学习一丝不

2.通过网络苟、精益求精

1术发展概3.了解四旋翼飞行器的发展现状，应用4

平台学习无的精神；

述的研究现状；方向。

人机发展概

2.培养学生

4.了解四旋翼飞行器况和应用情

团队协作能

的主要应用。况。

力，吃苦耐劳

的优秀品质。

1.掌握飞行姿态1.对其它无1.培养学生

1.掌握四旋翼飞行器与升力关系，了解人机的结构认真、仔细的

的结构；飞行姿态的测量、及工作原理工作态度及

加速度传感器工有所了解；对待工作和

2.了解四旋翼飞行器作陀螺仪传感器、学习一丝不

的运动控制方法；磁力计传感器工2.具有对所苟、精益求精

四旋翼飞学姿态传感

3.掌握四旋翼飞行器作原理及角度测的精神；

2行器的控器灵活应用12

各部分的工作原理；量方法；

制原理的能力；2.培养学生

4.了解姿态解算方2、了解互补滤波团队协作能

3.了解PID在

法；算法、卡尔曼滤波力，吃苦耐劳

算法、DMP姿态数其它领域的的优秀品质；

5.了解PID控制算据获取方法；应用情况；

法。3.培养学生

3.掌握PID工作原4.通过网络兢兢业业、刻

理，并学会四轴飞平台学习无苦钻研的工

3

行器PID控制器的人机发展概匠精神。

设计。况和应用情

况。

1.了解SPI、I2C、

USART总

线协议内容和应

用方法；

1.掌握无人机总体设2.掌握无人机遥

计方案；控器电路基本框

架、飞行器主控电

2.学会飞行器主控电1.通过阅读

路基本框架；

路最小系统设计；参考资料加

3.学会使用飞行深所学知识；

3.了解无人机通信协

器主控电路最小

议的基本内容；2.通过网络1.培养学生

系统设计基本原

平台学习无认真、仔细的

4.掌握姿态传感器模理、硬件电路设

人机发展概工作态度及

块原理作用；计；

况和应用情对待工作和

5.掌握无线通信模块4.姿态传感器模况；学习一丝不

的工作原理；块基本原理及硬苟、精益求精

无人机的3.能够通过

3件电路设计；的工匠精神24

硬件设计6.掌握定高模块的工各种资讯，了

精神；

作原理；5.掌握无线通信解其它类似

模块基本原理及无人机的结2.培养学生

7.掌握电机及驱动模

硬件电路设计；构及原理，独团队协作能

块的工作原理；

立组装无人力，吃苦耐劳

6.掌握定高模块

8.掌握遥控器模块设机；的优秀品质。

的类型如超声波

计的流程和方法；

定高模块、气压计4.具备举一

9.掌握电源模块选择定高模块的工作反三的学习

依据；原理及应用；能力。

10.完成四轴飞行器7.掌握电机及驱

的组装。动模块基本原理

及硬件电路设计

8.掌握遥控器模

块的基本原理及

硬件电路设计；

9.学会电源模块

4

选择方法及依据；

10.了解无人机的

电机、浆、电池、

机型的相互关系，

完成四轴飞行器

的组装。

1.刚体的空间角

位置描述；

2.用欧拉角描述

定点转动刚体的

角位置；

3.控制与滤波算

法；

1.了解飞控软件的基

本知识；4.SPKIIC的I/O

口、定时器初始1.通过阅读1.培养学生

2.掌握主控程序初始

化、电子调速器初参考资料加认真、仔细的

化设置及说明；

始化实现；深所学知识；工作态度及

3.学会姿态传感器软对待工作和

5.掌握软件设计2.通过网络

件设计；学习一丝不

基本思路代码实平台学习无

无人机的苟、精益求精

44.学会气压计软件设现及解析，姿态、人机软件类16

软件设计的工匠精神

计；气压计软件设计，型和编程方精神；

自主高度控制的式；

5.学会遥控器软件设

实现；2.培养学生

计；3.具备举一团队协作能

6.掌握遥控器软反三的学习力，吃苦耐劳

6.学会摄像头软件设

件设计基本思路，能力。的优秀品质。

计；

无线模块、摇杆代

7.了解上位机设计。码实现及解析；

7.了解摄像头软

件设计基本思路，

学会摄像头的数

据读取及摄像头

的数据处理；

8.了解上位机设

计，掌握帧头检测

5

模块、3D模型路径

模块、3D模型属性

设置模块、陀螺仪

3D数据显示模块

应用。

1.通过阅读

1.学会对无人机参考资料加

机械结构、安装的

深所学知识；1.培养学生

调试，使装配误差认真、仔细的

2.通过网络

满足无人机飞行工作态度及

平台学习无

要求；对待工作和

人机调试内

1.掌握无人机机械结学习一丝不

2.学会通过软件容与步骤；

构安装、调试方法；的改写、编程，实苟、精益求精

5调试4

现无人机的飞控3.能够通过的工匠精神

2.掌握无人机飞控软

各种资讯，了精神；

件的使用、调试方法。模式的改变；

解其它类似

2.培养学生

3.学会通过调试，无人机的结

团队协作能

将无人机飞行状构及原理；

态调整至最优状力，吃苦耐劳

态，续航时间长，4.具备举一的优秀品质。

操控准确。反三的学习

能力。

6复习

7考试

讲授32学时、实践28学时、复习与习题课2学时，考试2学时，共64

合计

学时

六、课程考核与评价

本课程考核分为平时成绩、实践成绩